hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
走査型トンネル顕微鏡発光分光を用いたプラズモニクスの局限的分析

これまでにも基板に固定されたナノ粒子の実空間像が報告されているが、そのほとんどは透過型・走査型電子顕微鏡など非接触の手法で観測されている。これら報告で用いられている各種ナノ粒子固定法を試したところ、AFMやSTMを用いた測定においては固定が十分でないことが明らかとなった。探針が試料に近接するプローブ法に耐えるため、基板との接合面積を増やすことを目的に、試料をナノ粒子(球状)からナノロッドに変更した。また多種のカップリング試薬を試すことにより、最適の組み合わせを探し出した。予定よりも多大な時間を要したが、目的とした試料作製(ナノ構造の固定、適度な分散)に成功するとともに、金属ナノ粒子系と分子鎖の結合について、様々な知見を獲得した現状では金属ナノロッドからの十分なSTM発光の取得に至っていない。一つの問題はSTM用銀探針の化学エッチングとその評価法にある。STM発光は探針先端の微細構造に敏感だが、探針作製時には完全にはその構造が制御できない。このため、全て探針が実験に使用できるわけではない。また上記のように試料-探針間の揺らぎによって、長時間の信号積算が出来ていない。後者の解決のため、小型の環境雰囲気制御用チャンバーを導入する(H24/5).大気中分子の試料-探針間への影響を低減し、その揺らぎを抑えるとともに、探針の試料への接触が減ることにより、探針寿命が大幅に伸びると期待される。また湿度の低減も信号強度に利すると考えられる。これにより局在表面プラズモンの実空間イメージングが可能になると期待される。次に、種々のサイズ、形状、金属種のナノ微粒子およびその他のナノ構造を対象として、STM発光を用いた実空間イメージングを行う。加えて、実験で使用したナノ構造体を計算モデルとして有限差分時間領域法によりナノ構造体近傍の電磁場分布を行い、実験結果との比較を行う。また上記全ての成果を論文にまとめる。ナノサイズの領域では、局在プラズモンモードは、その金属の粒径および粒子同士の距離に大きく依存する。ナノ領域でのSTM発光によるイメージング測定により、プラズモンと電子の結合現象を実空間で超解像可視化する。24年度は環境雰囲気制御用のチャンバーを製作し、また光学系の調整と学会旅費に予算を使用する予定である。23年度、試料作製が計画より遅れたため、適宜最適化を行う光学系の部品購入を24年に延期している(繰り越し額357,171円)。これは予定通り光学部品の購入に充てる。
高等哺乳動物における脳情報動態の基盤構築形成機構の解明

大脳皮質は脳情報処理の中枢であり、ヒトに至る進化の過程で著しく発達してきた。従って、脳情報処理の基盤となる大脳皮質の神経回路の進化のプロセス、高等哺乳動物における大脳皮質神経回路の解析、およびその形成過程の解明は重要である。我々は、発達した大脳皮質を持つ食肉類哺乳動物フェレットを用いて、この問題にアプローチしている。ヒトやサルなどの形成過程の大脳皮質には、外側線維層(outer fiber layer)および内側線維層(inner fiber layer)という2つの線維層が存在することが知られていたが、マウスにはこの区分は見いだされておらず、投射先およびその形成過程については不明な点が多い。我々はこれまでに、子宮内エレクトロポレーション法をフェレットに応用することに成功し、フェレットの大脳皮質での遺伝子発現を可能としてきた。そこで本研究では、フェレット大脳皮質神経細胞へGFPを導入し神経回路を可視化することにより、フェレット大脳皮質の線維層の解析を行っている。その結果、ヒトやサルと同様にフェレットにも外側線維層と内側線維層が存在していることを見いだした。投射先を解析した結果、外側線維層は近隣の大脳皮質へ、内側線維層は対側大脳皮質もしくは皮質下へ投射していることが分かった。さらにマウスとフェレットとの比較解析により、これまで報告されていなかったマウスにも外側線維層および内側線維層に対応する線維層が存在すること、また進化の過程で外側線維層の量が著しく増加していることを見いだした。これらの研究の成果は、大脳皮質における脳情報動態や大脳皮質の進化プロセスの解明に繋がる。フェレットにおける外側線維層および内側線維層の投射先を明らかにし、また外側線維層および内側線維層に対応するマウスの線維層を明らかにした。これらの研究は大脳皮質における脳情報動態の解明に寄与する。これまでにフェレットを用いて高等哺乳動物の大脳皮質における神経線維層の解剖学的構築が明らかになってきた。そこで子宮内エレクトロポレーション法を用いて、この神経線維層の形成メカニズムおよびその機能的意義の解析を行う。
排水中ハロゲン化物イオンを有効利用する電解光化学促進酸化処理法の開発

新規促進酸化処理法として,排水中の塩化物イオンより電解生成した次亜塩素酸の紫外線分解反応を利用した電解次亜光分解処理法を開発した。本処理法では次亜塩素酸の光分解により生じたOHラジカルが有機汚染物質分解に貢献しており,次亜塩素酸の光分解で同時に生じる塩素ラジカルは連鎖反応により再度,次亜塩素酸を生成し,反応に利用されることも明らかとなった。開発した薬剤不要のpH制御手法を本処理法に適用した結果,処理エネルギー効率が1.5倍程度向上するとともに,塩素酸などの有害副生成物の生成抑制も達成され,本処理法は運転管理が容易な促進酸化処理法として実現可能であることが明らかとなった。本研究はHOClやHOBrを排水中の塩化物イオン,臭化物イオンの電解酸化によりオンサイトで供給する電解光化学促進酸化処理プロセスの構築を目指すものである。平成26年度は(1)排水中での次亜塩素酸生成影響因子の評価,(2)次亜塩素酸の光分解促進酸化プロセスの開発,(3)光分解後の残存ハロゲン酸化物除去装置の開発に取り組んだ。(1)については,次亜塩素酸の電解生成用の無隔膜電解フローセルを製作し,ハロゲン化物イオン濃度,電極面流速,電流密度が次亜塩素酸の電解生成に及ぼす影響を評価した。その結果,ハロゲン化物イオン濃度85.5 mM,電極面流速20 cm/sの条件において,電流密度27.5 mA/cm2以上の範囲で電流効率80%以上を安定して維持できることを明らかにした。(2)については,次亜塩素酸の存在形態毎の光吸収スペクトルを評価し,光分解波長として254nmを選定した。次に光化学反応器を用意し,1,4-dioxaneをラジカルプローブとして促進酸化特性を評価した。その結果,HOClがOHラジカル生成に関与していることを確認し,OHラジカル生成機構およびOHラジカル生成最適pH域を明らかにした。これらの成果はEnvironmental Technology誌に論文投稿し,受理されている。(3)については,電解還元および真空紫外線分解による塩素酸イオン,臭素酸イオンの無害化を検討した。その結果,臭素酸イオンに比べ,塩素酸イオンは分解しにくい傾向にあったが,いずれのイオンも電解還元および光分解によりハロゲン化物イオンに還元されることを確認した。また,真空紫外線と殺菌線を比較した結果,真空紫外線はこれらのイオンの光分解により有効であることが示された。電解還元で得られた成果は学会発表を行い,光分解で得られた成果はWater Science and Technology: Water Supply誌に論文投稿し,受理されている。平成27年度は平成26年度の結果を踏まえ,(1)次亜塩素酸の電解生成を利用した電解光化学促進酸化反応器の試作および処理特性評価,(2)電解光化学促進酸化反応器の副生成物生成特性の評価に取り組んだ。(1)については,消費電力20Wの低圧水銀ランプを装備した容量7.5 Lのステンレス製光化学反応器と有効電極面積18.15 cm2の酸化リチジウムアノードとチタンカソードを有する電解フローセルを組み合わせた電解光化学反応器を製作し,その処理特性を評価した。その結果,運転時のpHが処理能力に大きな影響を与え,pH6.5以下を維持することで高い促進酸化効果を得ることが可能であった。(2)については,副生成物として塩素酸の生成状況を調査した結果,pH上昇とともに塩素酸の蓄積が生じたが,pHを6.5以下に制御することにより,塩素酸の蓄積を数分の一に低減できることが明らかとなり,副生成物の生成抑制を達成できる目処が立った。平成27年度は当初計画では(課題1)排水中の共存イオンが次亜塩素酸の電解生成に及ぼす影響を評価するとともに,(課題2)電解光化学促進酸化反応器を製作し,本プロセスのコンセプトの実証することが当初の実験計画であったが,電解光化学促進酸化反応器の処理特性評価の際に併せて副生成物の生成特性評価を行った方が効率的であることから,(課題1)に代えて,平成28年度実施予定の副生成物の生成特性評価を前倒しで実施した。実施順序の変更があったものの,研究は当初計画通りに進展していると判断している。本研究は次亜ハロゲン酸を排水中のハロゲン化物イオンの電解酸化によりオンサイトで供給する電解光化学促進酸化処理プロセスの構築を目指すものであり,(1)排水中での次亜ハロゲン酸電解生成影響因子の評価,(2)次亜ハロゲン酸の光分解促進酸化プロセスの開発,(3)光分解後の残存ハロゲン酸化物除去装置の開発,(4)副生成物の生成特性の評価,という4つの課題に取り組んだ。(1)については,次亜塩素酸の電解生成用の無隔膜電解フローセルを製作し,ハロゲン化物イオン濃度,電極面流速,電流密度が次亜ハロゲン酸の電解生成に及ぼす影響を評価した。(2)については,消費電力20Wの低圧水銀ランプを装備した容量7.5 Lのステンレス製光化学反応器と有効電極面積18.15 cm2の酸化イリジウムアノードとチタンカソードを有する電解フローセルを組み合わせた電解光化学反応器を製作し,その処理特性を評価した。

その結果,運転時のpHが処理能力に大きな影響を与え,pH6.5以下を維持することで高い促進酸化効果を得ることが可能であった。また,薬剤不要のpH制御システムを開発し,その有効性を明らかにした。(3)については,合成した分解触媒では十分なハロゲン酸化物分解効果は得られなかったが,紫外線分解処理については一定の効果が見られ,(4)と組み合わせることで,処理水中残存ハロゲン酸化物濃度の低減が可能であることを明らかにした。(4)については,副生成物として塩素酸の生成状況を調査した結果,pH上昇とともに塩素酸の蓄積が生じたが,pHを6.5以下に制御することにより,塩素酸の蓄積を数分の一に低減できることが明らかにした。新規促進酸化処理法として,排水中の塩化物イオンより電解生成した次亜塩素酸の紫外線分解反応を利用した電解次亜光分解処理法を開発した。本処理法では次亜塩素酸の光分解により生じたOHラジカルが有機汚染物質分解に貢献しており,次亜塩素酸の光分解で同時に生じる塩素ラジカルは連鎖反応により再度,次亜塩素酸を生成し,反応に利用されることも明らかとなった。開発した薬剤不要のpH制御手法を本処理法に適用した結果,処理エネルギー効率が1.5倍程度向上するとともに,塩素酸などの有害副生成物の生成抑制も達成され,本処理法は運転管理が容易な促進酸化処理法として実現可能であることが明らかとなった。平成26年度は,課題(1),(2)はほぼ計画通りに進展した。課題(3)光分解後の残存ハロゲン酸化物除去装置の開発においては,当初予定の電解還元法に加え平成27年度以降に実施予定であった紫外線分解法も実施した。得られた成果は投稿論文として受理されており,順調に成果は出ている。平成28年度は最終年度であり,電解光化学促進酸化反応器による処理における副生成物生成を抑制できる運転制御方法を構築するとともに,後処理としてのハロゲン酸化物の分解触媒を合成し,分解触媒を用いた残存ハロゲン酸化物除去プロセスの適用可能性を検討する。最終的に過年度に実施した電解還元処理,紫外線分解処理と比較した上で,電解光化学酸化反応器との適切な組み合わせプロセスを提案する。水質システム工学【現在までの達成度】で述べたように,現在のところ,研究は当初計画を上回るペースで進展しているが,平成26年度において,検討が必ずしも十分でない,もしくは追試験が必要と考えられる実験項目が残っているため,追加実験を実施するとともに,本研究の主要課題である電解法とUV法の組み合わせ実験に着手する予定である。平成27年度は,予定していた学会発表を行わなかったこと,実験遂行にあたり大学院生による実験補助を予定していたが,本研究を特別研究として取り組む学生がいたために,謝金支出が不要となったことから,次年度使用額が生じた。平成26年度は光化学反応器を製作する予定であったが,既存の小型反応器を代用して用いたため,その分,支出額が当初予定よりも小さくなった。代用した理由は,光化学反応特性を検討した上で,平成27年度実施予定の電解法と光分解法の併用プロセス用の光化学反応器を製作する方が研究開発上で有効であると考えたためである。
日中連携による中国東北地方档案館保管日本関係未調査資料の学術調査

日本及び中国の研究者が共同してプロジェクトチームを構成し、中国東北地方の主要档案館(遼寧省档案館・黒竜江省档案館・吉林省档案館など)の旧満州国時代の日本関係資料の所蔵状況及び閲覧環境の実態調査を行った。その結果、中国における旧満州国関係資料の位置付けと取り扱いについて実情把握ができた。(1)日中連携による中国東北地方諸都市档案館日本関係史料調査プロジェクトチーム(天津・南開大学日本研究院及び長春・東北師範大学日本研究センター等)の構築(2)に、旧満洲国統治時期及び日本が関係した諸項目(特に、統治関係及び開拓団関係、農業政策など)に着目しつつ調査を実施する。(3)中国東北地方諸都市档案館所蔵・保管日本関係史料へのアプローチ方法の模索(4)諸档案館所蔵・保管形態の調査(目録等の有無・閲覧環境・史料蒐集の可能性など)日本及び中国の研究者が共同してプロジェクトチームを構成し、中国東北地方の主要档案館(遼寧省档案館・黒竜江省档案館・吉林省档案館など)の旧満州国時代の日本関係資料の所蔵状況及び閲覧環境の実態調査を行った。初年度の具体的活動・中国側共同研究グループの形成作業(天津・南開大学日本研究院,長春・東北師範大学)を行い、中国における研究環境の整備を行った。・両中国側共同研究グループとの調査打ち合わせ実施(南開大学:1回,東北師範大学:2回)→具体的な調査対象(天津市档案館,吉林省档案館及び長春市档案館)を設定。・連携研究者(一橋大学森武麿教授)と、天津市档案館日本関係史料調査実施(11月)・東北師範大学側共同研究グループと長春市档案館へのアプローチを試行(8・翌3月)。档案館側が史料整理中のため調査ができなかった。そのため、東北師範大学档案館などで、未調査日本関係档案を調査(未紹介日本関係史料の存在を確認)。意義・重要性初年度の調査環境整備段階及び中国東北地方档案館へのアタックを通じて、中国側が日本関係者による調査・閲覧等に非常に過敏かつ慎重であることが判明した。特に、戦前・旧満洲国時代の未刊行档案(内部史料)については、公開はもとより日本人の閲覧そのものにも拒否反応があることが判明した。2年目以降は、日中関係によこたわる感情的な問題及び政治的思惑には配慮しつつ、黒竜江省档案館,遼寧省档案館及び大連・瀋陽等の日本との関係が深い都市の档案館にに調査対象を拡大し、中国東北地方档案館が収蔵する日本関係史料の現在を把握する作業を継続する必要性を認識した。(1)第4回档案館予備調査実施(平成21年9月)満州国とモンゴルとの間で発生したノモンハン事件70年目にあたる平成21年9月16日(停戦協定締結日)にノモンハン事件の現場を調査。70年前の状況調査及び現在を認識するために調査実施。(長春・東北師範大学共同研究グループと実施)(2)第1回吉林省档案館調査実施(平成21年12月)当該档案館の日本関係資料の状況について調査。未だ、日本関係・偽満関係資料については非常に厳しい公開制限を実施しており、中央の方針の変化に敏感に対処し、現在は非常に厳しい管理・非公開の方針が実施されていることを確認。(天津・南開大学日本研究院共同研究グループと実施)関係資料、関係刊行物の収集を行う。(3)第1回旅順档案館調査実施(平成22年3月)1945年以前の日本関係資料及び偽満関係資料は全て、軍に移管したため当該档案館に存在しないことを確認。(長春・東北師範大学共同研究グループと実施)(4)第1回大連市档案館調査実施(平成22年3月)日本関係档案目録を閲覧、調査。特に、日本軍が焼却破棄の過程で残存した「紙灰文書」についての情報収集。(長春・東北師範大学共同研究グループと実施)いずれの档案館も、日本関係資料の公開・閲覧には非常に厳しい制限が存在する。(1)第2回吉林省档案館調査実施(平成22年9月)前年度の実施に引き続き、吉林省档案館調査を計画し、実施を申し込む。前年度は、辛うじて、中国側共同研究者名で館内閲覧が許可されたが、本年度は中国側共同研究者に対しても「不許可」の連絡が入る。理由:不明。(2)平成22年度東北師範大学共同研究グループとの打ち合わせ実施(平成22年9月)平成22年に発生した尖閣列島中国漁船衝突事件以降、中国側研究グループが、日本関係資料(特に、偽満関係史料)への対応を拒絶。急遽、調整を実施。(3)遼寧省通化市档案館調査実施(平成22年9月)旧満洲国崩壊時に関東軍撤退拠点となった通化市の档案館調査を計画。実施のため出向くが、閲覧等について日本人研究者受け入れ、拒絶。(4)第1回遼寧省档案館調査実施(平成22年12月)

南開大学日本研究院共同研究グループによる調査に同行するかたちで、日本史料の調査を実現する。閲覧制限・複写不可などがある。(1)第3回吉林省档案館調査実施(平成23年5月8月)本年度は、前年度の「不許可」対応に配慮し、中国側共同研究者グループのみでの調査を申請。これに対しては「許可」がおりる。具体的には、偽満(旧満州国)時期の所蔵档案の所在や内容の確認などの調査を実施できた。(2)平成23年度東北師範大学共同研究グループとの打ち合わせ実施(平成23年9月)吉林省档案館の調査が進捗したことを受けて、中国側研究グループが実施した調査データの検討を実施。(3)第1回黒竜江省档案館予備調査実施(平成23年6月)南開大学日本研究院共同研究グループによる予備調査実施。その結果、中国側研究者にも外国人研究者にも、偽満(旧満州国)時期の档案は全面非公開が判明。(4)第2回遼寧省档案館調査実施(平成23年3月)藩陽市外事処の協力を得て、調査を実施。公開可能資料以外の偽満時期資料の存在などについて調査。(5)第2回大連市档案館調査実施(平成23年3月)大連市档案館所蔵の日本関係紙灰文書(焼却残存資料)のデータや偽満時期の資料目録などを基に調査。
近現代日本における「戦争」の歴史社会学的研究:戦争体験論および戦時動員論の再構築

アジア太平洋戦争終結後60年という画期において、聞き取り調査や言説分析、および理論的な考察を組み合わせながら、歴史社会学的な研究対象としての「戦争」を、「戦争体験」論および「戦時動員」論、そして「戦争の記憶」論、「戦争とメディア」論といった視角から再考し、「戦争」「戦後意識」に関する現代的な問題意識と接続させることを目指した。本研究課題にとって最終年度である本年度は、研究実績の総括が求められる年度となった。聞き取り調査による分析と文献資料の分析とを組み合わせ、これまでの「戦争体験」研究の総括である『戦争体験の社会学--「兵士」という文体』(弘文堂、単著)を公刊したほか、『戦後思想の名著50』(平凡社、共著)では「きけわだつみのこえ」を取り上げて、その戦後意識との関連について論じ、『講座アジア太平洋戦争第2巻戦争の政治学』(岩波書店、共著)では、戦争の記憶の意味論的構造を規定した「東京裁判」をめぐる戦後意識史を論じた。社会学や思想史の若手研究者を集めて、1960年代70年代の日本の文化政治に注目する『カルチュラル・ポリティクス1960/70』(せりか書房、共編著)を企画・編集・執筆したほか、『浮遊する「記憶」』(青弓社、共著)では、これまで行ってきた「戦争体験」の聞き取り調査をめぐる諸問題を市民向けに展開した。これらは全て、歴史社会学における方法的提案を伴うものであり、「戦争体験」の聞き取り調査および文献資料の収集と分析を継続してゆくことで、研究期間終了後も引き続き一層の成果が期待できるものと思われる。1.研究課題の整理・発表(1)集合的記憶論について集合的記憶についての諸問題、とりわけ「戦争の記憶」が歴史社会学的な対象として扱われる際に留意するべき理論的課題を「集合的記憶論における『戦争の記憶』の理論的位置について」として第51回関東社会学会大会テーマセッション「記憶と想起の社会学」(2003年6月14日、大正大学)にて報告した。また、一般向け啓蒙書(『子大に語る社会学・入門』洋泉社)に解説「歴史と記憶の社会学」を執筆した。(2)戦争文学について大岡昇平の戦争文学における「事実」について、川村邦光編『戦死者のゆくえ--語りと表象から』(青弓社)に論文「『事実』と『慰霊』--大岡昇平の戦争文学作品を題材として」を執筆した。また、原民喜の原爆文学と原子爆弾という技術の関係について、『現代思想』2003年8月号に論文「原民喜、以後--あるいは、<メディア>として原子爆弾を考えることの(不)可能性」を執筆した。2.戦争体験者に対する聞き取り調査2003年7月および9月に長野県栄村にて戦争体験記執筆者に対する聞き取り調査を行った。また上記調査について「失われゆく『戦争体験』体験者の死というできごとと『戦争の記憶』の現在」として生活史研究会第88回定例会(12月13日、大正大学)にて報告した。3.その他「複製概念を複製するための断章集」(『d/SIGN』No.4、太田出版)の編集に携わり、「大量生産と死」についての解説を施した。1,研究課題の発表(1)戦争体験論・戦時(戦場)動員論に対するメディア論的な見地からの整理「知覚の場としての戦場」を執筆し、戦場における視線の問題と記憶としての戦争体験の関連を論じた。(2)「戦争とメディア」論のためにこれまでの研究成果をより広く文化史において歴史社会学的に位置づけてゆくために、「『おたく』という兵士」「『パソコン』と『マイコン』のあいだ」を執筆した。(3)市民講座での講演東京都多摩市文化振興財団の連続講演「記憶の継承と断絶」に講師のひとりとして出講し、これまでの戦争体験者への聞き取り調査の成果「戦争の記憶の現在」を報告し、集合的記憶論を紹介した。2,聞き取り調査及びデータ整理2年目にあたる本年度は、長野県下水内郡栄村で引き続き戦争体験者への聞き取り調査を行うと共に、過去の聞き取りデータの整理を行った。また、大津島回天記念館や立命館大学平和ミュージアムなどの平和祈念館・記念館を「戦争の記憶」論の見地から訪問し、職員の方に聞き取り調査を行うと共に適宜資料調査を行った。3,その他歴史的研究全体に鋭い提起を行った『ラディカル・オーラル・ヒストリー』、および比較福祉国家論の先端的研究である『転換期の福祉国家』についての書評を行った。

社会学や思想史の若手研究者を集めて、1960年代70年代の日本の文化政治に注目する『カルチュラル・ポリティクス1960/70』(せりか書房、共編著)を企画・編集・執筆したほか、『浮遊する「記憶」』(青弓社、共著)では、これまで行ってきた「戦争体験」の聞き取り調査をめぐる諸問題を市民向けに展開した。これらは全て、歴史社会学における方法的提案を伴うものであり、「戦争体験」の聞き取り調査および文献資料の収集と分析を継続してゆくことで、研究期間終了後も引き続き一層の成果が期待できるものと思われる。
ＨＢ－ＥＧＦを中心にした肺線維症・間質性肺炎新規治療法開発

本研究の目的としては、HB-EGFの呼吸器疾患における役割、特に肺線維症に対する役割を明らかにし、新規治療開発に結び付ける事であった。肺線維症におけるHB-EGFの発現は、肺線維化に伴い抑制を受けていることが明らかになった。HB-EGFを強制発現させると線維化が防御できるのではないかという仮説を立て、強制的に発現もしくはタンパクの投与を行うも、はっきりした防御効果は得られなかった。HB-EGFは線維化時には発現が抑制されているが、HB-EGF単独投与では実験肺線維症モデル防御効果は示さないことが判明した。本研究の目的としては、HB-EGFの呼吸器疾患における役割、特に肺線維症、間質性肺炎に対する役割を明らかにし、新規治療開発に結び付ける事である。HB-EGFはEGFファミリーに属するヘパリン結合性の増殖因子で、表皮細胞、心筋細胞、血管内皮細胞、平滑筋細胞、マクロファージなど種々の組織、細胞より分泌され、細胞の増殖や分化、炎症反応などに関わっている。しかし、呼吸器疾患における役割は明らかでない。このため、呼吸器疾患、特に肺線維症、間質性肺炎を中心に検討を進めている。HB-EGF発現の有無、HB-EGF強制発現による影響を検討した。昨年度の結果により、ブレオマイシン投与によるマウス肺線維症では早期の炎症時期では発現が高いが、後期の線維期では発現が抑制されている結果が得られた。ヒト検体でも発現が低下しており、HB-EGFは肺線維化の時期に抑制されていると考えられた。このため、HB-EGFの発現を亢進させると線維化が抑制されるという仮説を立てた。ブレオマイシン投与後にHB-EGF強制発現アデノウイルスベクターを投与し、線維化が抑制されるかどうかを検討した。昨年度作成した、HB-EGF強制発現アデノウイルスベクターを濃縮し、ブレオマイシン投与によるマウス肺線維症モデルへ投与を行い、28日後の線維化および7日後の発現の有無を検討した。しかしながら、作成したベクターによる強制発現の程度が弱く、はっきりした抑制効果は得られなかった。アデノウイルスベクターの種類を変えるなどの発現ベクターの再作成を行っている。本研究の目的としては、HB-EGFの呼吸器疾患における役割、特に肺線維症、間質性肺炎に対する役割を明らかにし、新規治療開発に結び付ける事であった。間質性肺炎におけるHB-EGF発現の有無、HB-EGF強制発現による影響を検討した。ブレオマイシン誘起性肺線維症ではHB-EGFの発現は早期(炎症期)では高く、後期(線維化期)では低下している結果が得られた。特発性肺繊維症ヒト検体での検討ではHB-EGF発現は抑制されていた。このためHB-EGFの発現は肺線維化に伴い抑制を受けていることが明らかになった。このため、HB-EGFを強制発現させると線維化が防御できるのではないかという仮説を立てた。HB-EGF発現アデノウイルスベクター、またrecombinant HB-EGFをブレオマイシン誘起肺線維症モデルへ投与し、防御効果を検討した。しかしながら、はっきりした防御効果は得られなかった。アデノウイルスベクターを再作成するも、同様の結果であった。しかし、呼吸器疾患における役割は明らかではない。このため呼吸器疾患、特に肺線維症、間質性肺炎を中心に研究を進め、HB-EGF発現の有無、HB-EGF強制発現もしくはHB-EGF抗体による呼吸器疾患への影響を検討予定である。本年度は、(1)マウスモデルおよびヒト検体を用いてのHB-EGFの発現検討、(2)検討結果を利用して、HB-EGFの線維化への影響について検討を行う予定だった。実験の結果、以下のデータが得られた。(1)肺線維症モデルとして、ブレオマイシンモデルを使用し、HB-EGFのmRNA発現を検討した。投与早期の炎症時期ではHB-EGFの発現は高値だが、後期の線維期では低値を示す。ヒトの肺線維症のmRNAの検討でも発現は低値を示した。一方、流血中HB-EGFでは高い傾向を示した。(2)これらの検討結果から、線維化肺ではHB-EGF産生が抑制されていると考えられた。アデノウイルスベクターによる過剰発現を利用して、HB-EGFによる修飾を検討を行うこととした。そのため、HB-EGF発現アデノウイルスベクターを作成した。アデノウイルスベクターが完成していたが、動物実験では強制発現が制限されており、再作成を行っている。

本年度は本年度は、(1)マウスモデルおよびヒト検体を用いてのHB-EGFの発現検討、(2)検討結果を利用して、HB-EGFの線維化への影響について検討を行う予定だった。当初の予定通りに進行が得られていると考えられる。HB-EGF強制発現アデノウイルスベクターを再作成し、再度強制発現による線維化抑制が得られるかを検討する。また、HB-EGFそのものを投与する検討も考慮している。機序検討についての実験、炎症、アポトーシス、MMPs、シグナルの検討も進めていく。今後HB-EGFの線維化への影響、および、機序検討を行っていく。まず、アデノウイルスベクターによるHB-EGF過剰発現により、線維化がどうなっていくのかを検討する。また、機序検討についての実験、炎症、アポトーシスマトリックスメタロプロテアーゼ、シグナルの検討を進めていく。アデノウイルスベクターの再作成および動物実験、動物実験で得られた試料解析を中心に研究費を使用する。アデノウイルスベクターは完成しており、実際にウイルスベクターを動物へ投与する。これらの動物実験、および動物実験で得られた試料解析を中心に研究費を使用する。
溶融塩を反応媒体とする酸化物結晶の合成と応用

58,59年度に引続き、最終年度の研究をすすめた。本報告では、今年度の成果と58,59年度の成果をあわせて総合的に述べる。得られた成果をまとめると次のようになる。(1)電気化学分析の手法を適用して、溶融ハロゲン化物中の酸化物イオン、水分などについて、その存在形態や挙動を定量的に把握した。また、この結果にもとづいて、溶融ハロゲン化物の精製条件についての指針を得ることができた。(2)安定化ジルコニア-空気電極が溶融ハロゲン化物中の酸化物イオンセンサーとして有効に作動し得ることを確かめ、また、その作動機構についても明らかにすることができた。この研究の過程において、耐食性にすぐれ、応答速度の速いジルコニア固体電解質を開発することができた。(3)溶融ハロゲン化物中での酸化物生成反応が上記センサーを適用することによって定量的に追跡できることを確認し、溶解度積の測定、電位-【pO^(2-)】図の作成、等の方法論を確立した。(4) ZnO,【Al_2O_3】,【ThO_2】,【VO_2】,等の酸化物を合成し、また、それぞれについての溶解度積を求めることができた。(5)酸化物生成反応を肉眼観察し、生成した酸化物を単離し、これをX線解析にかける、等の一連の手法を確立した。(6)複数の原子価をとる金属元素の挙動を明らかにするための電気化学的手法を確立した。(7)本研究の過程において、高融点金属のオキシアニオンが溶融ハロゲン化物中に相当量溶解し得ることを見出し、この現象を利用してタングステンやタングステンカーバイド等を電析によって得ることができた。本研究の波及的成果として今後の展開が期待できる。
多段深絞り金型のCADに関する研究

申請者らは製品(四角筒容器)の寸法から成形段数,初期素板形状,各生成工程におけるダイス穴形状ならびにダイス肩部傾斜確度を自動設計する多段絞り金型の自動設計プログラムを開発した.本研究ではこの設計プログラムの妥当性を検証するために,深絞り性の異なる2種類の冷間圧延鋼板(SPCC, SPCEN,厚さ0.5mm)を用いて,長辺60mm,短辺30mm,深さ60mmの底付き長方形筒容器を3工程で製造するための深絞り金型を設計製作し実験をおこない,以下のことを明らかにした.1.金型製作ダイスの型部傾斜面を上記プログラム通りに設計すると,直辺部とコーナ部のつなぎの部分で傾斜確度の立上りが急なために深絞り工具としては不都合な形状になることが判明した.そこで両部をなめらかにつなぐための形状修正法を提案して3軸NC工作機械で製作した結果,妥当な傾斜面形状が得られた.2.形成実験結果(1)第2工程終了時の容器板縁の微小な凹凸を紙やすりでていねいに整形した場合には,どちらの材料にてもほぼ深さが均一な容器を得ることができ素板形状の妥当性が確認された.(2)第2工程終了時の容器板縁の面性状が悪いと,第3工程終了直前にコーナ部の板縁から割れが発生し,その傾向は深絞り性の劣るSPCC材でより顕著であった.しかし工程終了直前での板縁の広がりを治具を用いて拘束すれば,この板縁割れは防止できると考える.(3)ダイス肩部上での材料の流線は計算値と数%の誤差で一致した.(4)完成容器の側壁部の板厚が2030数%減少していたが,これは多段絞り容器特有の現象であり,曲辺部の材料によって直辺部の材料の流入が拘束されたため側壁部が深さ方向に伸ばされたことを示す.本研究によって,申請者らの提案した多段絞り金型の自動設計法の有用性が確認された.申請者らは製品(四角筒容器)の寸法から成形段数,初期素板形状,各生成工程におけるダイス穴形状ならびにダイス肩部傾斜確度を自動設計する多段絞り金型の自動設計プログラムを開発した.本研究ではこの設計プログラムの妥当性を検証するために,深絞り性の異なる2種類の冷間圧延鋼板(SPCC, SPCEN,厚さ0.5mm)を用いて,長辺60mm,短辺30mm,深さ60mmの底付き長方形筒容器を3工程で製造するための深絞り金型を設計製作し実験をおこない,以下のことを明らかにした.1.金型製作ダイスの型部傾斜面を上記プログラム通りに設計すると,直辺部とコーナ部のつなぎの部分で傾斜確度の立上りが急なために深絞り工具としては不都合な形状になることが判明した.そこで両部をなめらかにつなぐための形状修正法を提案して3軸NC工作機械で製作した結果,妥当な傾斜面形状が得られた.2.形成実験結果(1)第2工程終了時の容器板縁の微小な凹凸を紙やすりでていねいに整形した場合には,どちらの材料にてもほぼ深さが均一な容器を得ることができ素板形状の妥当性が確認された.(2)第2工程終了時の容器板縁の面性状が悪いと,第3工程終了直前にコーナ部の板縁から割れが発生し,その傾向は深絞り性の劣るSPCC材でより顕著であった.しかし工程終了直前での板縁の広がりを治具を用いて拘束すれば,この板縁割れは防止できると考える.(3)ダイス肩部上での材料の流線は計算値と数%の誤差で一致した.(4)完成容器の側壁部の板厚が2030数%減少していたが,これは多段絞り容器特有の現象であり,曲辺部の材料によって直辺部の材料の流入が拘束されたため側壁部が深さ方向に伸ばされたことを示す.本研究によって,申請者らの提案した多段絞り金型の自動設計法の有用性が確認された.
ファセット形態制御に基づく次世代ナノ複合材料の飛躍的高強度化

本研究は、ファセット形態を有する多層窒化ホウ素ナノチューブ(MWBNNT)を強化材としたナノ複合材料について、その高比強度の理論的検証と最適設計に向けた理論体系化を行うことを目的としている。そのためには、原子レベルからの詳細かつ高精度な検討が不可欠であり、その方法として分子動力学計算が最適である。本年度は、昨年度に構築したBN層状材料の高精度ポテンシャル関数を超並列計算が可能な汎用分子動力学シミュレータLAMMPSに組み込み、MWBNNTのファセット化条件の解明を行った。具体的には、分子動力学計算によるMWBNNTの安定構造解析を、チューブ直径と層数を変えて繰り返し、従来の場合とファセット化した場合のエネルギー比較から、安定的にファセット化する条件を検討した。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)単層BNNT(SWBNNT)は円筒形を最安定構造とし、ファセット化しない。(2)多層構造であることがファセット化の必要条件であるが十分条件ではない。(3)MWBNNTは、角が形成されることによるエネルギーの損よりも、平坦部(すなわち六方晶BN、h-BN)が形成されることによるエネルギーの利得が大きい場合にファセット化する。(4)平坦部の形成は、層間に生じるファンデルワールス力と静電相互作用に起因する。(5)MWBNNTの層数が多いほど&直径が大きいほどBNNTはファセット化しやすい。その理由は、角部よりもエネルギー的に安定な平坦部が全体に占める割合が、層数が増えるほど&直径が大きくなるほど高くなるためである。本研究では,ファセット形態を有する多層窒化ホウ素ナノチューブ(MWBNNT)を強化材としたナノ複合材料について,その高比強度の理論的検証と最適設計に向けた理論体系化を行う.そのためには,原子レベルからの詳細かつ高精度な検討が不可欠であり,その方法として分子動力学計算が最適である.分子動力学計算の精度と信頼性は,それに用いるポテンシャル関数により決まるため,本年度はBN層状材料の高精度ポテンシャル関数を以下の手順により構築した.まず,リファレンスとなる第一原理計算を行った.従来の第一原理計算手法は分子間力の解析に問題を抱えており,層状材料においては分子間力に起因する層間相互作用を正しく評価できないが,分散力補正を行うことによりこの問題を解決する第一原理計算手法が近年複数提案されており,どの手法がBN層状材料の解析に適しているかを検討した.分散力補正手法として,DFT-D2,DFT-D3,DFT-TS,DFT-TS-SCS,optB86b-vdW,optB88-vdW,optPBE-vdW,vdW-DF,vdW-DF2の9手法を比較した結果,BN層状材料の解析にはoptPBE-vdWが適していると判断した.つぎに,optPBE-vdWをリファレンスとして,ポテンシャル関数の構築を行った.ポテンシャル関数は,層内の共有結合を再現するTersoffポテンシャル,層間のファンデルワールス力を再現するBuckinghamポテンシャル,静電気力を再現するCoulombポテンシャルから成り,optPBE-vdWによる結果と合うようにパラメータの最適化を行った.その結果,BN層状材料の層間結合エネルギーと一般化積層欠陥エネルギーを高精度に再現するポテンシャル関数の構築に成功した.本研究は、ファセット形態を有する多層窒化ホウ素ナノチューブ(MWBNNT)を強化材としたナノ複合材料について、その高比強度の理論的検証と最適設計に向けた理論体系化を行うことを目的としている。当初計画どおりに,H26年度中に本研究の遂行で不可欠な分子動力学計算に用いる高精度ポテンシャル関数の構築を完了した.また,H27年度に計画しているMWBNNTの安定的ファセット化条件の解明に向けて,解析モデルや解析条件の検討を進めており,実行に移す目途が立ちつつある.以上の理由から,本研究はおおむね順調に進展していると判断する.

H26年度に構築したポテンシャル関数を,超並列計算が可能な汎用分子動力学シミュレータLAMMPSに組み込み,解析の短縮と効率化を図る.分子動力学計算によるMWBNNTの安定構造解析を,チューブ直径と層数を変えて繰り返し,従来の場合とファセット化した場合のエネルギー比較から,安定的にファセット化する条件を明らかにする.特別な処理なく自然選択的にファセット化することが望ましいが,どのような条件下でも安定的なファセット化が不可能である時は,空孔やStone-Wales欠陥の導入により強制的にファセット化させる.近年では,イオンビーム照射によるナノチューブへの欠陥導入と形態制御が可能となっており,強制的なファセット化は現実的な手段である.計算条件の見直しにより,計算量・計算時間が大幅に低減・短縮され,当初予定していた名古屋大学情報基盤センターのスーパーコンピュータを使用せずとも,所有のワークステーションにより計画に支障をきたすことなく研究を遂行できたため.費用対効果の観点から,名古屋大学のスーパーコンピュータではなく,最新のマルチコアワークステーションの購入と使用を予定している.また,成果発表と情報収集のために,2回の外国出張と3回の国内出張を予定している.
蒸気圧により自己加圧されるロケットエンジン酸化剤の流動特性解明と高精度モデル化

亜酸化窒素(Nitrous Oxide, N2O)は常温での蒸気圧が極めて高く(7MPa),自己加圧による簡素な供給系を構築可能である.米国の有人宇宙船SpaceShip 1で用いられた事例を皮切りに,小規模なロケットエンジン,特にハイブリッドロケットの酸化剤として広く利用されている.一方で,押しガスにより一定圧で加圧される従来の供給系とは異なり,ある初期圧力・温度で充填されたN2Oの排出流量履歴を正確に予測することは容易ではない.これは蒸気圧や蒸発潜熱の温度依存性が極めて大きいためである.本研究課題では自己加圧供給管路における流動様式を定量的に把握するため,下記の試みを実施する.A)タンク内温度成層の把握,B)非定常二相流流動様式の把握,C)二相流熱伝達特性の把握Aについてはタンク内に複数本の温度センサを挿入し,液排出と共にタンク内温度分布がどのようになるかを観察する.Bについては流路クオリティの把握,気泡径,数密度分布,気液速度の独立観測により流動様式および圧損特性への影響を明らかにする.Cについては熱流束計やサーモグラフィを用いて管路への熱収支を把握する.これらの情報を総合し,実験結果を説明,補間する流量履歴推定モデルを提案する.CFD計算を東京都市大学が実施する.H30年度はAおよびBの半ばまでを実施済みであり,タンク内の気相部分に大きな温度成層が存在することや,高速度カメラを用いた気泡径,平均流速の把握などが実現出来ている.本研究課題では自己加圧供給系における流量予測モデル構築実現のため,3つの観測手法による実現象の把握を試みている.1年目の課題として挙げられたA)タンク内温度成層の把握,B)二相流流動様式の把握については下記の通り順調に進展している.A)タンク垂直方向に10点の計測点を設けたタンクによる温度成層観察を実施し,気相部分では大きな温度成層が出来ているが液相部分ではほぼ均一温度と見なせることが分かった.また,タンク外壁面はほぼ外気温であり,断熱条件によってモデリングすることが妥当であると判断された.B)流路可視化管を高速度カメラで撮影し,気泡径と平均流速を明らかにした.気泡径は条件にもよるがおよそ0.1-0.3 mmであり,平均流速は1-5 m/s程度であった.概観から全体が気泡流となっており,環状噴霧流ではない.今後の方策として,計画通りボイド率の計測や気液速度の独立計測,二相流熱伝達特性の把握などを実施する.ボイド率計についてはfFオーダーの静電容量計を既に購入しており,まずはアクリル管路外壁への電極敷設による計測を実施,その後高精度での計測が可能な管路内への電極敷設を検討している.気液流速の計測については異なる波長を用いたドップラー型超音波流速計を適用する.熱伝達特性については圧力・温度計測値から流路エンタルピを推定すると共に,管壁温度のサーマルイメージを取得し,伝熱量を推定する.この他,下記の試みを検討している.1つは,自己加圧状態のみならず,積極的に押しガスでの加圧を行うことにより,二相流流動様式に及ぼす影響を幅広いパラメタで取得することである.この他,実際に供給管路をハイブリッドロケットエンジンに接続し,燃焼室の燃焼振動と上流供給管路との相互カップリングについて周波数特性などの観点から評価を行う.得られた実験情報からモデリングに重要なパラメタを見極めると共に,CFD計算との整合性を確認する.亜酸化窒素(Nitrous Oxide, N2O)は常温での蒸気圧が極めて高く(7MPa),自己加圧による簡素な供給系を構築可能である.米国の有人宇宙船Space Ship 1で用いられた事例を皮切りに,小規模なロケットエンジン,特にハイブリッドロケットの酸化剤として広く利用されている.一方で,押しガスにより一定圧で加圧される従来の供給系とは異なり,ある初期圧力・温度で充填されたN2Oの排出流量履歴を正確に予測することは容易ではない.これは蒸気圧や蒸発潜熱の温度依存性が極めて大きいためである.本研究課題では自己加圧供給管路における流動様式を定量的に把握するため,下記の試みを実施する.A)タンク内温度成層の把握,B)非定常二相流流動様式の把握,C)二相流熱伝達特性の把握Aについてはタンク内に複数本の温度センサを挿入し,液排出と共にタンク内温度分布がどのようになるかを観察する.Bについては流路クオリティの把握,気泡径,数密度分布,気液速度の独立観測により流動様式および圧損特性への影響を明らかにする.Cについては熱流束計やサーモグラフィを用いて管路への熱収支を把握する.これらの情報を総合し,実験結果を説明,補間する流量履歴推定モデルを提案する.CFD計算を東京都市大学が実施する.H30年度はAおよびBの半ばまでを実施済みであり,タンク内の気相部分に大きな温度成層が存在することや,高速度カメラを用いた気泡径,平均流速の把握などが実現出来ている.本研究課題では自己加圧供給系における流量予測モデル構築実現のため,3つの観測手法による実現象の把握を試みている.1年目の課題として挙げられたA)タンク内温度成層の把握,B)二相流流動様式の把握については下記の通り順調に進展している.A)タンク垂直方向に10点の計測点を設けたタンクによる温度成層観察を実施し,気相部分では大きな温度成層が出来ているが液相部分ではほぼ均一温度と見なせることが分かった.

また,タンク外壁面はほぼ外気温であり,断熱条件によってモデリングすることが妥当であると判断された.B)流路可視化管を高速度カメラで撮影し,気泡径と平均流速を明らかにした.気泡径は条件にもよるがおよそ0.1-0.3 mmであり,平均流速は1-5 m/s程度であった.概観から全体が気泡流となっており,環状噴霧流ではない.今後の方策として,計画通りボイド率の計測や気液速度の独立計測,二相流熱伝達特性の把握などを実施する.ボイド率計についてはfFオーダーの静電容量計を既に購入しており,まずはアクリル管路外壁への電極敷設による計測を実施,その後高精度での計測が可能な管路内への電極敷設を検討している.気液流速の計測については異なる波長を用いたドップラー型超音波流速計を適用する.熱伝達特性については圧力・温度計測値から流路エンタルピを推定すると共に,管壁温度のサーマルイメージを取得し,伝熱量を推定する.この他,下記の試みを検討している.1つは,自己加圧状態のみならず,積極的に押しガスでの加圧を行うことにより,二相流流動様式に及ぼす影響を幅広いパラメタで取得することである.この他,実際に供給管路をハイブリッドロケットエンジンに接続し,燃焼室の燃焼振動と上流供給管路との相互カップリングについて周波数特性などの観点から評価を行う.得られた実験情報からモデリングに重要なパラメタを見極めると共に,CFD計算との整合性を確認する.
Asgardアーキアは本当に真核生物の起源か？-世界初の培養株を用いた実態解明-

Asgard (アスガルド)と呼ばれているアーキア群が真核生物の起源の最有力候補として大きな注目を集めている。しかしながら、メタゲノム解析でのみ同定されたAsgardアーキアは未だ培養株が存在しないため、Asgardアーキアが本当に真核生物細胞の起源となるような特徴を有しているのか不明であり、培養株を用いた直接的な検証が強く望まれている。本研究では、世界に先駆けて培養に成功したAsgardアーキアの培養株についてその細胞学・生理学的諸性質を明らかにし、Asgardアーキアが真の真核生物の起源たる原核生物であるかについて検証することを目指す。真核細胞の起源として注目される古細菌類について、代表者らが培養に成功したアスガルドアーキアを用いて、その細胞膜成分、細胞内小器官、貪食細胞などの性質を生理学と解剖学の方法を用いて明らかにしようとする実験的研究である。古細菌の純粋培養は極めて困難とされるが、代表者らのグループはその培養法を初めて確立した。その点で極めて独創性の高い計画である。研究体制も万全で、最後のフロンティアとされる深海生物について、世界にさきがけてユニークな成果が得られると期待される。
ヒト冠状動脈の動脈硬化病変の血管平滑筋培養とサイトカインの平滑筋増殖における役割

総計20人の冠動脈疾患患者よりdirectional coronary atherectomyの際に採取した動脈硬化病変について検討した。切除標本は無菌的に1mm角の切片に細切し、ウシ・フィブロネクチンをコートした12wellマルチプレート上で、20%ウシ胎児血清添加ダルベッコ改変イ-グル培養液を用いて培養した。培養液を1週間毎に交換し、4週間後に切片からのoutgrowth数を算定した。はじめに得られた切除標本の大きさにより、培養に供した細切片の数は20-90個であり、これらを10個ずつグループとし、各種薬剤の影響を検討した。基本的には各薬剤での検討数は5-7例とした。何の薬剤も添加しない標本のoutgrowthは20人中7例のみであり、必ずしも充分数のoutgrowthを得られなかった。PDGF (1μM)を6例にて検討したところ4例でoutgrowthを得、明らかに増加した。サイトカインの幾つかはdexamethasoneにて抑制されることが知られているので、8例においてdexamethasone (1μM)を培養液に添加しその影響をみたところ、2例にoutgrowthをみた。この結果は統計学的には必ずしも有意ではなく、dexamethasoneがoutgrowthを抑制するとの結果は得なかった。IL-1、IL-6、TNF-αの産性抑制剤であるKE-298 (1μM)を8例にて検討したが、3例にoutgrowthをみ、やはり有意の変化は無かった。今回の検討では、サイトカインを抑制することでoutgrowthを抑制できるという確証を得ることはできなかった。
知覚刺激に対する一次知覚野の脳血流量、酸素消費量の覚醒レベルの影響

我々は、覚醒時と睡眠時で音刺激に対する脳の反応がどのように異なるかを調べた。まず核磁気共鳴装置の中で脳波がとれるよう工夫した、その結果の皮膚の血流によるartifactはあるものの判定に使える脳波が安定して測定できるようになった。次に予備実験に続いて25-44才の正常男性6名について音刺激と覚醒状態との関係を調べた。これらの被験者に前日の夜、睡眠時間を少なくしてもらい翌日夕方測定した。被験者は脳波測定用に脳表に付けた後、音刺激用にヘッドフォーンを付けて閉眼状態で核磁気共鳴装置台上に横になってもらった。用いた核磁気共鳴装置はシーメンス社製マグネトームビジョン1.5テスラである。核磁気共鳴画像は繰り返し時間12秒、ニコー時間70ミリ秒で前交連と後交連を結ぶ線に平行に16スライスを1.9秒間に得ている。長い繰り返し時間は以前の撮影に伴う音の影響を少なくするためと、撮影の間に脳波を測定するためである。音刺激は1000ヘルツの純音を1秒間に5回の頻度で与えている。音刺激は核磁気共鳴画像の撮影と同期させ36秒間の周期でON/OFFしている。この状態で30分から40分間撮影した。得られた画像は体動による補正を行った後、解剖を参考にして両側の横側頭回に関心領域を設定した。また脳波は神経内科医によって覚醒、睡眠に区分された。画像はこの脳波による区分に従って覚醒、睡眠の両グループに分けられ各々のグループで関心領域内の音刺激に伴う信号変化、相関するピクセル数、最大のZ値を測定した。有意水準は0.05とした。結果は一人の被験者はほとんど覚醒状態が得られず、睡眠-覚醒の比較からは除いた。残り5人の結果では信号変化、ピクセル数、最大Z値ともに覚醒時に比べ睡眠時では有意に低下した。この結果は現在、論文投稿中でありまた2002年の放射線医学学会で報告する予定である。次に予備実験に続いて25 44才の正常男性6名について音刺激と覚醒状態との関係を調べた。核磁気共鳴画像は繰り返し時間12秒、エコー時間70ミリ秒で前交連と後交連を結ぶ線に平行に16スライスを1.9秒間に得ている。

画像はこの脳波による区分に従って覚醒、睡眠の両グループに分けられ各々のグループで関心領域内の音刺激に伴う信号変化、相関するピクセル数、最大のZ値を測定した。有意水準は0.05とした。結果は一人の被験者はほとんど覚醒状態が得られず、睡眠-覚醒の比較からは除いた。残り5人の結果では信号変化、ピクセル数、最大Z値ともに覚醒時に比べ睡眠時では有意に低下した。この結果は現在、論文投稿中でありまた2002年の放射線医学学会で報告する予定である。
人智を超えるゲームAIを利用した知の拡張

本研究の目標は、ゲームAIと人間の思考の違いを理解して、人智を超えたゲームAIの思考を人間に理解しやすい形に表示して、人間の知を拡張する手法を提案し、その効果について認知的評価を試みることである。この目的を達するために、本研究では、近年急速な進歩を遂げた「将棋」「囲碁」、不確定ゲームの代表として「カーリング」、不完全情報ゲームの代表として「麻雀」「人狼」を例に挙げて、それぞれのAIのレベルの違いを考慮した支援方法を模索することにした。「将棋」「囲碁」「麻雀」は、すでに人間を超えるレベルか匹敵するレベルにあり、このAIを利用してプレイヤの強さ(棋力)を測る手法に関する研究を推し進める。棋力を可視化して、プレイヤにフィードバックすることは、学習において重要な意味を持つ。「カーリング」の分野では、まだAIが十分なレベルに達していないので、本格的な機械学習を導入したAIの研究が求められている。また、実環境の影響も強く受けるので、コンピュータ場でこれらの実環境に対応できるプラットフォームの改良も求められており、改良に取り組んでいる。「人狼」AIは、まだ人間のレベルのプレイには遥かに及ばない。AIの改良に取り組むと同時に、人間のプレイヤに関する認知科学的研究も進めている。今年は初年度であり、「将棋」「囲碁」「麻雀」を中心に棋力推定の研究を精力的に行った。また、十分に強いAIを人間の対戦相手とするにあたって、どのようにレベルを下げるのかについて、様々なアプローチで研究を進めた。「カーリング」AIとプラットフォームの改良についても、精力的に進めた。興味深い研究結果も出始めており、これらの結果をもとに、人間の知を拡張するためのAIの利用法について、考える下地ができたと考えている。「将棋」「囲碁」を題材とした研究では、AIを用いることでかなり精度良く棋力を推定するシステムの構築に一定のめどを立てることができた。特に将棋では、非常に少ない対局数で棋力を効率的に推定できる手法を提案することを可能にした。「麻雀」でもAIを用いたプレイヤのレベル推定手法の研究が行われ、一つの方向性を示すことができた。「カーリング」を題材とした研究では、これまでコンピュータ上で戦略を議論するために機能してきたデジタルカーリングを実環境の変化、ルールの変更に対応できるような形に作り直す作業を行った。これによって、2018年から導入された5ロックルールに対応できるようにしたばかりか、氷の状態やカールの大きさ、プレイヤの個性をパラメータとして変更できる仕様を実現した。それと平行する形で、機械学習を用いたAIの強化も行われ、研究の下地を作ることができた。その他に、関連するゲームとして、「ガイスター」「RPG」「テトリス」「HEX」などのゲームAIに関する研究も行い、ここで得られた知見も本研究に応用できる準備とすることができた。将棋、囲碁、麻雀などについては、伊藤、保木が中心となって、プレイヤの実力を測るシステムの構築を行ってきた。かなり実用的なレベルの棋力推定が行えるようになったきたので、このシステムを用いて、学習支援や対戦相手となるAIの構築に着手したい。人間を遥かに上回るAIとの対戦はときに苦痛であり、人間の能力を拡張する上ではあまり適さない。自分の実力よりも少し上の良い好敵手となるAIの開発が望まれる。池田らが行っている研究とも連携して、ユーザのレベルに対応して、適度に手加減をするAIの開発を行っていきたい。カーリングに関しては、伊藤が中心となって、実環境を取り入れたデジタルカーリングの開発に着手している。実環境では、氷の状態、プレイヤの能力差など多くの変化するパラメータが存在する。それを取り入れた新しいデジタルカーリングを提案している。このシステム上で動作するカーリングAIの開発を山本らと行うことで、実環境に対応した戦略支援システムの開発を進めていきたい。また、床の上のカーリングとも呼ばれるボッチャの研究への応用も進めていきたい。まだ人間の知を上回っていないゲームとしては、人狼が挙げられる。松原、伊藤は、この分野の人間の思考の特長について認知科学的な研究を進めている。すでに、平成30年度に5人人狼を題材にした認知実験を遂行しており、現在分析を鋭意進めている。これらの知見を活かして、コミュニケーションを含む人間の意思決定の研究を深めていきたい。