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Multiplier Idealsの可換環論的構造の研究

射影代数多様体の小平消滅定理の正標数の反例であるM. Raynaudの偏曲曲面(X, L)の構成法を検討し、コホモロジーH^i(X, L^n)i=0,1,2の計算公式を与え、コホモロジーのnに関する消滅・非消滅の挙動を調べた。さらに、小平消滅の反例を与える豊富な因子Lについて、新しいクラスを発見した。乗数イデアルの可換環論的性質に関連して、今年度はまず1)単項式イデアルの乗数イデアルの組合せ論的および可換環論的性質2)乗数イデアルのシチジーの構造の問題に注目し、square freeな単項式イデアルで、その幕の局所コホモロジーが有限生成加群であり、しかもそのシチジーが線形分解を持つようなものを決定した。具体的には、そのようなsquare freeな単項式イデアルが表現する単体的複体を分類した。この研究成果については、奥平崇貴との共著論文としてArchiv der Mathematik(Basel)に投稿し、採録決定されている。また、標数p手法との関連において、特に乗数イデアルの正標数類似とも深い関連をもつ、局所コホモロジーの零部分加群の密着閉包を詳しく調べるという観点から、小平消滅定理の正標数での反例であるM.Raynaudの偏極曲面の構成法やD.MumfordやI.Szpiroによる一般化などを詳細に検討した。研究を進めるにあたっては、日本大学文理学部で渡辺敬一氏を中心に行われている特異点理論月曜セミナーや、可換環論シンポジウムに参加し最新の情報収集を精力的に進めた。正標数の代数多様体においては、コホモロジーの小平消滅定理が成立しないことはは、1978年のM. Raynaudの代数曲面の反例などによりよく知られており、向井茂による高次元代数多様体への拡張や、Peter Russelや武田好史らによるp-closed微分形式による反例構成法などが研究されてきている。これらはいずれもH^1(X,L)が自明にならないような偏極多様体(X,L)の構成法を考察したものであった。我々はこの問題をgeneralized Cohen-Macaulay環の局所コホモロジーの観点から捉え直した。すなわち、Raynaudが構成した偏極曲面(X,L)を一般化したクラスを考え、それに対してコホモロジーH^i(X,L^n),i,n ∈Z,を考察した。i=2の場合は線織面上の直線束のコホモロジーとして表され、その結果、消滅次数nの下限の評価が得られた。i=1の場合は、線織面と曲線上のある種のベクトルバンドルの1次コホモロジー、特に重要なn<0の場合は、曲線上のベクトルバンドルの大域切断だけで書き表すことができ、これよりH^1(X,Z^n),n<0,の非消滅次数nの比較的良い評価が得られた。i=0の場合もi=1と同様の計算結果と、消滅次数の上限についての一定の評価を与えることができた。以上の結果は、Krull次元3の切片環の局所コホモロジーの消滅次数の評価として読み替えることができる。また、上記小平消滅定理の反例は、すべてMumford-Szpiro型の直線束Lを考えているが、Raynaudの方法を詳細に調べた結果、Mumford-Szpiro型とは異なる直線束のクラスが存在し、それらもまた小平消滅定理の反例となることを発見した。
ディジタル映像アーカイブのための経年劣化シネマ映像のディジタル修復処理に関する研究

古い映画フイルムをディジタル保存するとともに,損傷をディジタル画像処理技術により修復し,経年劣化以前の本来の品質の画像を復元することが必要とされている.本研究では,経年劣化の主な原因であるフリッカー,ブロッチ,スクラッチ,フレーム微動に対応したノイズ抑制処理を開発し,それらを統合し,ロバスト性が高く,かつ高速で実用性の高い処理を達成できた.また,実動画を用いたコンピュータシミュレーションにより,高画質かつ実時間で演算可能な高速な処理であることを確認した.古い映画フイルムをディジタル保存するとともに,損傷をディジタル画像処理技術により修復し,経年劣化以前の本来の品質の画像を復元することが必要とされている.本研究では,経年劣化の主な原因であるフリッカー,ブロッチ,スクラッチ,フレーム微動に対応したノイズ抑制処理を開発し,それらを統合し,ロバスト性が高く,かつ高速で実用性の高い処理を達成できた.また,実動画を用いたコンピュータシミュレーションにより,高画質かつ実時間で演算可能な高速な処理であることを確認した.平成20年度は,以下に示す5つの経年劣化ノイズについてノイズ抑制処理の高度化・高性能化を進め,以下の成果を得た.(1)フリッカーに対する抑制処理の研究開発各フレーム画像の濃淡ヒストグラム解析により濃度/コントラストを一定にすることでブリッカーを抑制する処理を開発した.(2)プロッチに対する抑制処理の研究開発従来最も高性能(高画質)とされていた神奈川大の齊藤教授による手法とほぼ同画質の性能でかつ20倍の高速化を実現した手法の更なる改良を行った.(3)スクラッチに対する抑制処理の研究開発方向依存性の構造要素を持つモフォロジー処理による手法と,方向性微分処理+拘束条件付きHough変換による検出処理による手法を開発した.(4)フレームの不規則な揺れに対する抑制処理の研究開発2つのフレーム画像の動き補償を行った後,複数箇所の動きベクトルを算出し,その中から信頼性評価の高いものだけを取捨選択する手法を開発した.(5)フォーカス微動に対する抑制処理の研究開発強調処理もしくは同効果のある空間周波数処理による高周波強調による手法を検討した.特に(1)と(4)に関しては実用化レベルを達成し,来年度は他の処理の更なる高性能化を目指す.平成21年度は,以下に示す3つの経年劣化ノイズについてノイズ抑制処理の高度化・高性能化を進め,下記の成果を得た.(1)フリッカーに対する抑制処理の研究開発昨年度の手法(ヒストグラムの最大値と最小値を用いる方法)に対して,各フレーム画像の濃淡ヒストグラムの類似性を利用して濃度/コントラストを一定にすることでフリッカーを抑制する処理を開発した.その結果,昨年に比べて,濃淡がある程度飽和してしまっている場合でも改善が図られ,処理の耐性が向上できたと考えられる.(2)スクラッチに対する抑制処理の研究開発モフォロジー処理による手法と方向性微分処理+拘束条件付きハフ変換による検出処理による手法を組み合わせた方法を開発するとともに,画像の領域ごとに処理を切り替える新手法を追加した.これにより,短いスクラッチノイズや画像の途から生じるスクラッチノイズも検出できるようになった.さらに,誤検出もなくなり不用意な画像のボケも生じなくなった.(3)ブロッチに対する抑制処理の研究開発従来最も高性能(高画質)とされる神奈川大学の齊藤教授による手法とほぼ同画質の性能でかつ20倍の高速化を実現した手法の更なる改良を行った.上記より,代表的な経年劣化ノイズをほぼ除去できる処理が完成した.引き続き,各ノイズ抑制処理の統合化を図るとともに処理の順序性についても検討し,システム全体の完成を目指す.平成22年度では,これまで開発してきた経年劣化の主な原因であるフリッカー,プロッチ,スクラッチ,フレーム微動に対応したノイズ抑制処理を統合し,ロバスト性が高く,かつ高速で実用性の高い処理が開発できた.一般的に,各ノイズに対応した処理での性能が高くても,統合すると他のノイズの影響を受け本来の画質を維持できなくなる傾向になるが,処理の順序性の検討や影響を受けにくいロバスト性の高い個々の処理を開発することにより高性能な統合処理を実現した.具体的には,以下のポイントにより,他のノイズの影響を受けにくいノイズ抑制処理を開発した.(1)独立なフレーム間・フレーム内の画像情報の相関性を積極的に利用することで高画質化と処理の簡易性(高速性)を両立させた.(2)徹底的なノイズと画像信号との性質の違いの追求による効率的な画質改善,各種ノイズと各修復処理との関連性・影響性の分析による処理の干渉の防止によって統合化を図った.(3)各ノイズ抑制処理における他のノイズの影響を調べ,処理の順序性を決定した.実動画を用いたコンピュータシミュレーションにより,高画質かつ実時間で演算可能な高速な処理であることを確認した.以上より,本研究の結果,統合処理の検討により4つのノイズを同時に軽減でき,1フレームに存在する複数のノイズにも対応できるようになった.今後は,実用化に向けたシステムソフト開発を進め,実運用による評価も行っていく予定である.
睡眠調節関連遺伝子の転写制御ネットワークの解明

動物の生理的な睡眠は、リポカリン型プロスタグランジン(PG)D合成酵素(L-PGDS)/PGD_2/DP_1受容体系により制御される。脳内のPGD_2供給源として、くも膜、脈絡叢、オリゴデンドログリ細胞の3種類が考えられる。我々は、睡眠誘発に関与するPGD_2の産生を行う細胞を同定する為に、Creリコンビナーゼを発現したアデノ随伴ウイルス(AAV)をflox-L-PGDSマウスに感染させ、其々の細胞に特異的なL-PGDS KOマウスの作製を試みた。くも膜:L-PGDSは、くも膜柱状細胞に最も強く局在するので脳内におけるPGD_2の主な供給源と考えられる。成体マウスの脳のくも膜全体へのAAV感染は困難なので、生後二日の新生仔マウスを用い、数種類の血清型(1,2,5,8,9,10,11)の異なるAAVをテストした結果、血清型8のAAVがくも膜に効率的に感染した。この手法を用いて、くも膜のL-PGDSを特異的にノックアウトしたマウスを数匹作製した。脈絡叢:血清型5のAAVが脈絡叢に高い親和性を示したので、血清型5のCreリコンビナーゼ発現AAV(50μl)をflox-L-PGDSマウスの脳室内に注入し、4週間後の睡眠を測定した。しかし、この遺伝子操作マウスと野生型マウスの間で睡眠の差異は認められなかった。従って、睡眠調節における脈絡叢の役割は小さいと考えられる。オリゴデンドログリア細胞:この細胞は脳全体に分布するので、AAVを完全に感染させることは困難である。そこでflox-L-PGDSマウスとNestin-Creトランスジェニック・マウスを交配して、脳実質でのL-PGDSノックアウトマウスを作製した。これらの3種類の細胞特異的なL-PGDS KOマウスは、生理的な睡眠の制御におけるL-PGDS/PGD_2/DP_1受容体系の役割を解き明かすために極めて有効である。プロスタグランジン(PG)D_2は睡眠調節における主要液性因子と考えられ、脳を取り巻くクモ膜に局在するリポカリン型PGD合成酵素(L-PGDS)により産生される。しかし、L-PGDSのクモ膜での転写調節機構、および、睡眠覚醒中の脳内PGD_2量の変動に与える影響は明らかではない。そこで、これらの問題の解明を目的とした。L-PGDSは、βヘリックス-ループ-ヘリックス、および、ロイシンジッパーの2つの蛋白質相互作用ドメインを持つ転写因子USF1により発現が制御される。そこで、L-PGDS転写においてUSF1と相互作用する他の転写因子もしくは共役因子の同定を試みた。まず、恒常的にPGD_2を産生するマウス細胞株であるWEHI3細胞において、USF1によるL-PGDS制御を調べた。まず、クロマチン免疫沈降を行い、L-PGDSプロモーター領域にUSF1結合配列の存在を確認した。しかしその後の実験より、WEHI3細胞ではUSF1はL-PGDSの高発現に関与しないことが明らかになった。現在は、以前当研究室で用いたヒトTE671細胞でのL-PGDS制御系を調べている。その後、マウスクモ膜初代培養系により、得られた結果を検証する予定である。b)睡眠調節におけるPGD_2の機能PGD_2による睡眠調節機構を調べるため、我々はshRNAを発現するアデノ随伴ウイルスを脳室内投与し、in vivoでL-PGDSの発現を抑制する新しい技術を開発した。まず15μLのウイルスを各動物に投与したが、全てのクモ膜細胞に感染させるには、この量は充分ではないことが免疫組織化学染色により明らかとなった。そこで、浸透圧ポンプを使って24時間から7日間かけて200μLのウイルスを投与する新しい方法を現在開発中である。

オリゴデンドログリア細胞:この細胞は脳全体に分布するので、AAVを完全に感染させることは困難である。そこでflox-L-PGDSマウスとNestin-Creトランスジェニック・マウスを交配して、脳実質でのL-PGDSノックアウトマウスを作製した。これらの3種類の細胞特異的なL-PGDS KOマウスは、生理的な睡眠の制御におけるL-PGDS/PGD_2/DP_1受容体系の役割を解き明かすために極めて有効である。
簡易懸濁法における内服錠剤薬剤の溶解時間及び適切な溶解方法の検討

研究目的:錠剤・カプセル剤の嚥下が困難な患者に対し、温湯中に錠剤・カプセル剤を投入し、膨潤・崩壊を起こさせ、懸濁剤とする「簡易懸濁法」が汎用されている。本法は錠剤を粉砕するよりも簡便かつ安定性が高いとされるが、懸濁が不十分であるために簡易懸濁法の利点を十分活かされていないことがある。そこで、本研究では、当院採用の内服薬のうち粉砕指示の頻度が高い循環器系及び中枢神経系の薬剤について、懸濁に要する正確な時間を把握し、情報提供することにより与薬者の負担軽減を目指す。研究方法:水剤ボトルに50°C60°Cの温湯を3060ml入れ、実験対象の錠剤1錠またはカプセル剤1カプセルを投入し撹拌する。その後静置させた状態での溶解時間を測定し、2分以内に懸濁した錠剤を判定する。また、上記の方法〓て懸濁し得なかった錠剤は、表面積を増やすため、1/2もしくは1/4にカットして上記の方法を再度行い、得られたデータを解析・判定する(n=3)。研究成果:当院採用の循環雛系及び中枢神経系の薬剤合わせて73種類(素錠30種類、カプセル剤7種類、フィルムコート剤29種類、糖衣錠6種類、腸溶錠1種類)をそれぞれ懸濁した結果、41種類が2分以内に懸濁した(データ未掲載)。この薬剤のうち、素錠は17種類(41%)、カプセル剤7種類(17%)、フィルムコート剤17種類(41%)であった。逆に懸濁し得なかった残りの32種類は、素錠13種類(41%)、フィルムコート剤12種類(38%)、糖衣錠6種類(19%)、腸溶錠1種類(3%)であった。また、温湯の量を3060mlで可変させたが、その大半が懸濁時間の変動には影響を及ぼさなかった。しかし、表面積を増やすための1/2もしくは1/4にカットした錠剤の場合では、全体的に懸濁時間が短くなった。
ミクロ可視化実験および粒子ベース解析による複雑粒状体統計力学理論の探求

本研究では,X線μCTや大気圧SEMなどの最新ミクロ可視化実験手法およびLS(Level-Set)-DEMなどの最新粒子ベース解析手法を用いて,地盤材料(粘土・砂・軟岩など)のような複雑粒状体の力学挙動を統一的に記述できる粒状体統計力学理論を構築することを目的とする.今年度は,人工球形粒子および粘土粒子の凝集体を作成する手順の確立と,それによって得られた凝集体の形状分析,および2次元DEM解析との比較を行った[1].また,2019年3月にグルノーブル・アルプス大学の3SR研究所にて,協力研究者らと研究打ち合わせおよび予備実験を行った.打ち合わせでは,高精細3Dプリンタ粒子の試作品を準備し,2年目以降の実験のために作成する粒子モデルのサイズや形状の種類を確定した.予備実験では,グルノーブル大所有の高解像度x線μCT装置を用いて20ミクロンの人工球形粒子の堆積構造を取得するための条件を試した.さらに,LS-DEMによる3軸圧縮試験シミュレーション結果を基に,不規則形状粒子の3次元力学ベース形状指標の提案を行った[2].最後に,3次元粒状体の堆積構造を統計力学的に記述するための要素体積の定義の仕方について検討を行った.[1]瀬口拓遼,松島亘志(2018)人工球形粒子および粘土粒子の凝集体形状分析とDEM解析,土木学会論文集A2(応用力学), 74, 2, I_411-I_420.人工微粒子の堆積構造可視化実験に関しては,重力の影響を極力排除するために,水とほぼ同じ密度を有するラテックス粒子を用いて凝集実験を行い[1],既往文献と同様の結果が得られ,さらに2次元DEM解析と合わせて,粒子間力が及ぼす影響についての新しい知見を得ることができた.不規則形状3次元粒子の力学ベースの形状指標に関しては,研究代表者によって過去に得られた2次元での形状指標[3]を拡張することによって,ローカルなせん断強度や回転抵抗と相関の高い指標を提案することができた.グルノーブル・アルプス大学との国際共同連携に関しても,3Dプリンタを用いた実験の詳細打ち合わせ,同大学のX線マイクロCT装置のスペックとの関係や,試料の準備方法の検討などについて明確な方向性が定まった.文献[1]で用いたラテックス粒子は,水との密度差がないことからX線CTでは粒子が可視化できない.そこで10ミクロン程度のシリカ粒子を用いて可視化を試みたが,陽イオン濃度の影響などがラテックス粒子と異なるために,同様の堆積構造を取得することができなかった.この点は次年度の課題である.また,大気圧SEMに関しては,解像度の面から現状では粘土の微視構造の可視化は難しく,通常のSEMにイオン液体を用いる方法などを試みている.3次元粒状体の堆積構造を統計力学的に記述するための要素体積の定義については,現在,いくつかの手法を試しているが,力学的な観点から最も適切な定義は何か,という問いに関しては,次年度の課題となった.本研究では,X線μCTや大気圧SEMなどの最新ミクロ可視化実験手法およびLS(Level-Set)-DEMなどの最新粒子ベース解析手法を用いて,地盤材料(粘土・砂・軟岩など)のような複雑粒状体の力学挙動を統一的に記述できる粒状体統計力学理論を構築することを目的とする.今年度は,人工球形粒子および粘土粒子の凝集体を作成する手順の確立と,それによって得られた凝集体の形状分析,および2次元DEM解析との比較を行った[1].また,2019年3月にグルノーブル・アルプス大学の3SR研究所にて,協力研究者らと研究打ち合わせおよび予備実験を行った.打ち合わせでは,高精細3Dプリンタ粒子の試作品を準備し,2年目以降の実験のために作成する粒子モデルのサイズや形状の種類を確定した.予備実験では,グルノーブル大所有の高解像度x線μCT装置を用いて20ミクロンの人工球形粒子の堆積構造を取得するための条件を試した.さらに,LS-DEMによる3軸圧縮試験シミュレーション結果を基に,不規則形状粒子の3次元力学ベース形状指標の提案を行った[2].最後に,3次元粒状体の堆積構造を統計力学的に記述するための要素体積の定義の仕方について検討を行った.[1]瀬口拓遼,松島亘志(2018)人工球形粒子および粘土粒子の凝集体形状分析とDEM解析,土木学会論文集A2(応用力学), 74, 2, I_411-I_420.人工微粒子の堆積構造可視化実験に関しては,重力の影響を極力排除するために,水とほぼ同じ密度を有するラテックス粒子を用いて凝集実験を行い[1],既往文献と同様の結果が得られ,さらに2次元DEM解析と合わせて,粒子間力が及ぼす影響についての新しい知見を得ることができた.不規則形状3次元粒子の力学ベースの形状指標に関しては,研究代表者によって過去に得られた2次元での形状指標[3]を拡張することによって,ローカルなせん断強度や回転抵抗と相関の高い指標を提案することができた.グルノーブル・アルプス大学との国際共同連携に関しても,3Dプリンタを用いた実験の詳細打ち合わせ,同大学のX線マイクロCT装置のスペックとの関係や,試料の準備方法の検討などについて明確な方向性が定まった.文献[1]で用いたラテックス粒子は,水との密度差がないことからX線CTでは粒子が可視化できない.そこで10ミクロン程度のシリカ粒子を用いて可視化を試みたが,陽イオン濃度の影響などがラテックス粒子と異なるために,同様の堆積構造を取得することができなかった.

この点は次年度の課題である.また,大気圧SEMに関しては,解像度の面から現状では粘土の微視構造の可視化は難しく,通常のSEMにイオン液体を用いる方法などを試みている.3次元粒状体の堆積構造を統計力学的に記述するための要素体積の定義については,現在,いくつかの手法を試しているが,力学的な観点から最も適切な定義は何か,という問いに関しては,次年度の課題となった.端数が残ったため,次年度に繰り越した.
ナトリウム輸送性V-ATPアーゼ複合体の分子構築と機能解析

腸球菌V-ATPアーゼは9つの種類のサブユニットから構成されているイオン輸送性回転酵素である。本酵素の分子メカニズムを明らかにするためには、各サブユニット間の相互作用の全体像を明らかにすることが必要不可欠である。各サブユニット遺伝子の欠失株、大腸菌大量発現系、無細胞の蛋白質合成系などの利用を通じて、親水性サブユニット間の相互作用が明らかになった。腸球菌V-ATPase複合体は9つの種類のサブユニットから構成されている。本酵素の分子メカニズムを理解するためには、各サブユニット間の相互作用の全体像を明らかにすることが必要であり、今年度は以下の実験結果を得た。(i)9つの各サブユニット遺伝子の欠失株から細胞膜を調製し、ドデシルマルトシドにより変異V-ATPase複合体を可溶化し、Native PAGE及びグリセロール密度勾配遠心を行った。各サブユニットに対する抗体(ペプチド抗体も利用)を用いて免疫化学的にV-ATPase複合体の形成状態を調べた結果、Aサブユニットが複合体の形成に必須であること、一方Bサブユニットは複合体形成に必ずしも必要でないことがわかった。(ii)各サブユニット間の直接の相互作用を調べるために、無細胞の蛋白質合成系の利用は有益であり、サブユニットの合成を試みた。現在までのところ7種類の親水性サブユニットA、B、C、D、E、F、Gについては、各サブユニットの合成効率に差があるものの成功している。しかしなから、膜貫通ドメインを有するサブユニットK、Iは成功しておらず、さらに合成条件の検討が必要である。タグ付きの組み換えサブユニットも同様に合成に成功しており、親和性カラムクロマトグラフィーにより、これらサブユニットの精製に有用である。(iii)腸球菌にはF-ATPaseも発現しており、その存在は変異V-ATPase複合体の分子的な解析に都合が悪い。酸性感受性によりF-ATPaseの欠損株が単離可能であることに基づいて、F-ATPase欠損株のスクリーニングを行い、5種類の欠損株の単離に成功した。イオン輸送性回転モーターのメカニズムを理解するためには、V-ATPアーゼ複合体におけるV_0部分の構造上の位置づけと分子間相互作用の詳細を明らかにする必要がある。腸球菌ナトリウム輸送性V-ATPアーゼのイオンチャネルであるIサブユニットと外周サブユニットであるEとFサブユニットとの相互作用について調べた。(1)はじめにPURE systemを用いた無細胞タンパク質合成系を利用することにより、サブユニットI(N末端部分),E,F間で相互作用があることを明らかにした。(2)一分子蛍光分析によりサブユニット間相互作用に関わる結合定数、化学量論を検討するために、大腸菌遺伝子発現系を利用して、サブユニットI(N末端部分), E, Fを大量精製した。その結果、サブユニットIとEとはFを介して結合しうること、化学量論的にはI:F:Eが1:1:1で結合することがわかった。本酵素複合体1分子当たりサブユニットEは3分子含まれる。触媒部分A_3B_3と同様にサブユニットEの1分子が固定軸を形成しているかどうか興味深い。(3)サブユニットIのN末端は親水性領域であり、C末端は膜貫通領域であるため、大腸菌遺伝子発現系による合成では凝集体を形成するために精製に適さない。各種リン脂質リポソームの添加により、小麦胚芽タンパク質合成系を改良することにより、全長サブユニットIの合成に成功した。今後全長サブユニットI、F、E間の分子間相互作用の解析に有用である。
数理科学における新展開を目指しての総合研究

数理科学における新展開を目指して、工学、自然科学の諸分野における様々な数理的諸問題を考察した。例えば、田端、岡本等は流体問題の分岐理論、数値計算法の開発、具体的な現象への応用、大規模計算のための並列計算アリゴリズムの開発を行った。池田、西浦などは物性科学における相分離、界面現象問題に対して反応拡散方程式モデルの解析および数値計算によってその機構解明を行った。森、河原田、三井等は工学における数理的諸問題をIndustrial mathematicsの視点から考察した、特に新しい科学計算技法として領域分割法の理論的研究そしてその数値アリゴリズムの開発を行った。西田、中尾、堤等は計算機支援解析の視点から、非線形偏微分方程式の解の定性的性質を調べる手法としてこれまでの解析法の中に新しい考え方を導入した。三村は数理科学の中で、特に生物系に着目し、バクテリアの集合、競合計の棲み分けパターンに対して、解析、計算機シミュレーション、その動画化等を相補的に用いることによってその機構を明らかにするというこれまでの数学の一つの範疇であった解析的手法を工学、自然科学における数理科学的方法論となることを試みた。以上の結果は、いくつかの分野での研究会そして、12月に行われた応用数学研究集会で発表され、出版物となって刊行れている。数学と自然科学、工学そして社会科学との交わりが時代と共に進み、そうした状況の中で「数理科学」という新しい学問分野が誕生し、その重要性が唱えられてきた。本研究は、社会との関連の中で数理科学という新しい研究・教育を実践していくことである。代表者及び分担者そしてそれを取り巻く共同研究者と一緒にそれを支える3つの大きな柱である「数理工学」、「数理科学」そして「数学」の発展そしてその統合を目指して研究集会、ワークショップあるいは企業との合同研究会等の活動をしてきた。特に今年度焦点をあてたテーマとして、「産業界における数理的諸問題」、「数理ファイナンス」、「ソフトサイエンスにおける数理」であった。これらの問題に対して得られた成果はあまりにも多様であり、ここで逐一報告できないが、平成7年9月応用数理学会での発表講演、同年12月応用数学合同研究集会発表講演及その講演録において発表されている。こうした実績に基づき、研究課題に挙げた「数理科学における新展開」はmultidiciplinaryな学際的学問分野は着実に発展しているものと思われる。例えば、田端、岡本等は流体問題の分岐理論、数値計算法の開発、具体的な現象への応用、大規模計算のための並列計算アルゴリズムの開発を行った。森、河原田、三井等は工学における数理的諸問題をIndustrial mathematicsの視点から考察した、特に新しい科学計算技法として領域分割法の理論的研究そしてその数値アルゴリズムの開発を行った。以上の結果は、いくつかの分野での研究会そして、12月に行われた応用数学研究集会で発表され、出版物となって刊行されている。
制御回路を用いなくても最大出力電力が得られる風力発電装置の開発

本研究では,三相倍電圧整流回路を用いて,直流出力電圧が異なる整流動作モードを自動的切り替えることにより,すなわち低回転数域(低風速域)では昇圧形の整流動作モードで,高回転数域(高風速域)では三相ブリッジ整流モードで動作させることにより,汎用の発電機を使用しても,広い回転数領域で効率よく風車最大出力が得られる新しい制御回路レス方式風力発電装置を開発した。そして,シミュレーションと実験により,本発電装置は,制御回路を用いなくても,風車の最大出力特性である3乗曲線特性に追従する発電機出力特性が得られることを実証できた。制御回路レス方式風力発電装置の先行技術では,異なる出力電圧を得るのに,2つの巻数の異なる巻線をもつ特殊な発電機を用いて機械的に行っているが,本研究では,直流出力電圧が異なる整流回路を組み合わせて電気的に行うことにより,すなわち低回転数域(低風速域)に有効な昇圧形の整流回路(三相倍電圧整流回路)と高回転数域(高風速域)に有効な三相ブリッジ整流回路を組み合せることにより,汎用の発電機を使用しても,広い回転数領域で効率よく風車最大出力が得られる新しい制御回路レス方式風力発電装置を開発した。また,本研究の制御回路レス方式発電装置において,広い回転数領域で風車の最大出力を得るには,三相倍電圧整流回路と三相ブリッジ整流回路のそれぞれの交流(発電機)側に挿入する2つのリアクトルのインダクタンス値の大きさが重要な要素になるので,パワーエレクトロニクス用のシミュレーションソフトPSIMを用いて,使用する三相同期発電機に最適なリアクトルのインダクタンス値を決定した。そして,シミュレーションで得られたインダクタンス値を用いて制御回路レス方式発電装置を製作し,風車の代わりに誘導電動機を用いて実験を行った。その結果,本風力発電装置は,制御回路を用いなくても,風車の最大出力特性である3乗曲線特性に追従する発電機出力特性が得られることを実証できた。制御回路レス方式の風力発電装置の先行技術では,整流回路からの異なる出力電圧を得るのに,2つの巻数の異なる巻線をもつ特殊な発電機を用いて機械的に行っているが,本研究では,直流出力電圧が異なる整流回路を組み合わせて電気的に行うことにより,すなわち低回転数域(低風速域)に有効な昇圧形の整流回路と高回転数域(高風速域)に有効な三相ブリッジ整流回路を組み合わせることにより,汎用の発電機を使用しても,広い回転数領域で効率よく風車最大出力が得られる新しい制御回路レス方式風力発電装置を開発し,シミュレーションと実験により,本発電装置は,制御回路を用いなくても,風車の最大出力特性である3乗曲線特性に追従する発電機出力特性が得られることを実証した。しかし,この方式では風車の最大出力特性である3乗曲線特性は得られるが,ダイオードによる導通損が大きいため発電効率の点で問題が生じた。そこで本年度では,この問題を解決するため,ダイオードの導通損を減少させ,効率が改善できる新しい回路構成の整流回路を開発した。そして,シミュレーションおよび実験により,効率が改善できることを明らかにした。また,ダイオードによる電圧降下も減少させることができ,発電出力が増加できることも明らかにした。制御回路レス方式の風力発電装置の先行技術では,整流回路からの異なる出力電圧を得るのに,2つの巻数の異なる巻線をもつ特殊な発電機を用いて機械的に行っているが,本研究では,三相倍電圧整流回路を用いて,直流出力電圧が異なる整流動作モードを自動的切り替えることにより,すなわち低回転数域(低風速域)では昇圧形の整流動作モードで,高回転数域(高風速域)では三相ブリッジ整流モードで動作させることにより,汎用の発電機を使用しても,広い回転数領域で効率よく風車最大出力が得られる新しい制御回路レス方式風力発電装置を開発した。本年度では,本制御回路レス方式と汎用的なMPPT制御(山登り法)方式を,シミュレーションを用いて各特性の比較を行った。その結果,風速が一定の定常特性では,両方式とも風車の最大出力が得られることが確認できた。また,風速が変化する過渡特性では,本制御回路レス方式の方が応答がよく,そして風速変動が複雑になるにつれて多くの発電量が得られることを実証した。本年度の研究では,効率改善のために開発した整流回路を用いた制御回路レス方式風力発電装置を製作し,風車の代わりに誘導電動機を用いた試験装置で実験を行った。その結果,発電機の定格時で,効率が約1%,出力が約2%それぞれ増加することが実証できたので,おおむね順調に進展しているものと判断した。パワーエレクトロニクスこれまでの研究は,風速が一定の場合すなわち定常状態の場合について,制御回路レス方式発電装置の出力特性や発電効率の改善を図ってきた。

今後は,現実的な風速が変化する過渡状態の場合について,本発電装置の有用性を確認する。本研究で開発した出力電圧の異なる2種類の整流回路を用いた制御回路レス方式風力発電装置を製作し,発電機の出力特性が回転数の3乗曲線に近づいているか,風車の代わりに誘導電動機を用いた試験装置で実験を行った。その結果,本風力発電装置は,制御回路を用いなくても,風車の最大出力特性である3乗曲線に追従する発電機出力を取り出すことができることを実証できた。そして,ここまでの研究成果を電気学会に論文(ショトペーパー)投稿したところ,論文の掲載が決定したので,研究は順調に進展しているものと判断した。本研究の制御回路レス方式風力発電装置では,制御回路が不用となるため低コスト化が図れるという大きなメリットがあるが,リアクトルを用いるため力率が悪くなり,その結果,発電効率も悪くなるというデメリットがある。そこで,今後は本発電装置の力率を改善し,発電効率の向上を目指す。また,本発電装置を風車に取り付け実証試験を行い,その有効性を確認する。金額が小さく,研究に必要な物品が購入できないため。次年度の予算に組み入れて使用する。
プラズマ電離場中を通過する薄膜物質の分子流体的特性の解明

プラズマ活性反応化効果を利用して薄膜プロセスを促進することは荷電粒子のエネルギーを外部からの電磁場によって最適に制御できるので理にかなった手法である。本研究は,薄膜物質がプラズマ電離中を通過する際に生起するエネルギー状態変化を各粒子間の相互作用を考慮しながら分子レベルで把握して,これを実際のプロセス製造装置に役立てることを目的に行った。平成5年度においては,(1-1)ガスノズルから成膜キャンバー内へ薄膜生成用ガスを導入した時の希薄ガス流の解析,(1-2)プラズマ電離場中での粒子の飛行と電離プロセスの解析を主に遂行した。(1-1)はDSMC法で行い,ノズル配置や寸法及び流量による流動特性を解明して薄膜均一化と高生産性のための装置設計条件を提案できた。(1-2)はプラズマ診断の新システムを提示すると共に分子動力学法による荷電粒子の挙動解析に成功した。平成6年度は新たに(2-1)基板界面反応の解明を推進した。これには分子動力学に化学反応をいかに組み込むかが課題となり,活性化エネルギーだけでなく衝突角度(立体配置)も考慮できるモデルを提案した結果,かなり有用で物理的にも合理的であることが判明した。本課題を実験的にも検証するためLIFと分光を併用した分子線計測システムを導入して,その基礎性能を特定した。平成7年度は(3-1)膜厚均一性のためのガス流入条件として複数干渉ノズル方式が有用であること,(3-2)Ar等の活性ラジカル種の活用により気相反応も促進されること,(3-3)量子化学反応解析の必要性から分子軌道法による計算を行い,最適化反応のための衝突とエネルギー交換過程を明らかにできた。本成果は薄膜プロセスだけでなく,例えばCO_2の燃料種への物質変換にも応用できる。また,分子軌道法→MD法→MC法→NS法へと連成させるCAE構築の可能性も見出した。以上の成果は材料プロセス装置の設計に役立つと確信する。プラズマを利用して薄膜物質を活性化し,基板上で化学反応を促進させて薄膜作成するプロセスにおいて,膜厚の均一化や膜質の向上,あるいは生産効率を改善させるためには(1)ガスノズルから成膜チャンバー内へ噴出する希薄ガス流の解析,(2)プラズマ電離場中での粒子の飛行と電離プロセスの解析,(3)基板表面での化学反応を含む膜形成機構の解明,などの事項を順次遂行していく必要がある。そこで,本年度においては,まず(1)及び(2)について研究を進めた。(1)においては,モンテカルロ法に基づく数値シミュレーションを中心に解析を行ってノズルの設計と配置,流動抵抗および流れの制御について知見をえた。また,実験的にもLIF法による可視化と物理量の計測を行って数値シミュレーションでは不明な領域を明らかにした。また,飛行時間法による速度分布や流束分布も計測して,膜厚均一化と膜質改善化のためのガス流動の最適化にも言及した。来年度も継続する予定でいる。(2)についてはプラズマの計測法について新たな提案を行い,比較的簡便に精度高いプラズマ診断が可能であることを実験的に明らかにした。また,プラズマ中の荷電粒子の飛行を分子動力学法により解析し,電離プロセスへ結びつける努力をした。プラズマを利用して薄膜物質と活性化し、基板上で化学反応を促進させて薄膜作成するプロセスにおいて、工業的に課題になっている膜厚分布、成膜速度、歩留り率、膜質調整などの予測と最適条件及びその最適制御に資するため(1)プロセス装置内におけるガス流動解析、

(2)プラズマ電離粒子の飛行解析、(3)基板界面反応の解明、(4)最適条件と制御、などに関する解析と実験を進めた。(1)においては、MC法ではあるが、実用的設計に供するため高速化のための学習機能を付与したインテリジェントMC計算法を提案した。(2)については電子の厳密な運動解析は量子効果が顕著であるが、第1次近似としてMD法を導入して、電場及び磁場の影響についても解析を進めた。(3)については、分子動力学に量子力学を導入すると共に、分子軟道法にまで立ち帰って化学反応を物理現象として把握することも試みている。これらはMD,MC,NSの各手法に対する境界条件と物理定数などマクロな値を計算によって与えることができる点で意義がある。実験においてはLIFによって一般的な希薄気体流の可視化と物理量計測が可能となった他、分光法や分子線法による計測も試みている。前年度からの継続項目として,ソースガスとキャリアガスとの混合拡散過程及び成膜過程の解析をさらに追求するため,まず,実験的手法としてレーザ誘起蛍光法と飛行時間質量分析法によって膜厚均一性と成膜成長速度向上性に関するガス導入の最適条件を模索した。とくに,従来では複数ノズルによる干渉が弊害とされていたが,逆に積極的に干渉させることにより早く一様な分布となり好結果をもたらすことを明らかにした。これは,モンテカルロ法などによる数値解析からも裏付けされ,新しいキャリアガス導入条件を提案することができた。プラズマ電離場中のラジカル化及びイオン化過程の実験を遂行し,中性分子からの電離化率はプラズマ条件により異なるが,アルゴンなどの活性ラジカル種を活用することにより,薄膜物質をより活性化させて種々の化学反応がなだれ現象的に生ずるしきい値が存在することを確認し,従来無視されてきた気相反応も十分利用しうることを明らかにした。この現象は,薄膜プロセスだけでなく,例えばCO_2の再燃料化などへの応用も考えられる。また,分子軌道法による量子化学的解析によっても反応を最適に行なわせるための衝突条件やエネルギー条件が明確にでき,基底状態からラジカル・イオン化過程も明確になって来た。上記のような実験及び計算から,薄膜基板上の反応制御の可能性を追求すべく,分子軌道法→量子モンテカルロ法→分子動力学法→DSMC法→NS法を連成させるCAE構築を試み始めている。これによって実用的な成膜装置の機器設計に貢献できる手法が確立できることが期待される。報告書は印刷中である。
骨髄異形成症候群の病態解析-骨髄と神経ネットワーク

正常ヒト骨髄において、血管内皮細胞とは独立の、方錐形をしたネスチン陽性細胞が、血管壁を構成する細胞の一部として観察された。一方、骨髄異形成症候群患者骨髄ではこのような構造が破壊されていた。また、ネスチンを発現する細胞でNotchシグナルが低下するように作製したマウスでは、胎生期造血に異常が観察されたことから、ネスチンを発現する造血支持細胞におけるNotchシグナルが造血に重要な役割を演じていることが示唆された。1.骨髄異形成症候群(MDS)および骨髄浸潤陰性の悪性リンパ腫(コントロール)骨髄生検検体を用いた、Nestin陽性細胞の解剖学的解析:筑波大学附属病院病理部で保存されている、MDSおよび骨髄浸潤陰性悪性リンパ腫の骨髄生検検体について、NestinとCD34、CD31、あるいはCD146などとの免疫共染色を行った。この結果、骨髄浸潤陰性悪性リンパ腫患者の骨髄では、内骨膜表面および血管壁構造内に、紡錘形のNestin陽性細胞が同定された。特に血管壁では、血管内皮細胞とは別な細胞であり、血管内皮細胞とともに血管壁を構成する構造が明瞭に認められた。一方、MDS患者では、このようなNestin陽性細胞を含む血管壁構造が破壊されており、Nestin陽性細胞が血管壁から遊離して存在している様子が観察された。2.Nestin発現細胞でGFPを発現するレポーターマウスの作製とGFP陽性細胞の観察:Cre依存性にGFPを発現すZEGマウスと、Nestinプロモーター下でCreを発現するNestin-Creマウスを交配し、Nestin-Cre/ZEGマウスを作製た。このマウスの骨髄におけるGFP発現細胞を観察したところ、骨髄浸潤陰性悪性リンパ腫患者骨髄で観察したNestin陽性細胞とほぼ同様に、血管内皮と接し血管壁を構成する紡錘形細胞としてNestin陽性細胞が同定された。3.Nestin発現細胞でNotchシグナルが低下するマウスを用いて、Nestin陽性細胞でNotchシグナルを欠失した際の造血について解析を行った。その結果、胎児期造血に異常が観察された。2.Nestin発現細胞でGFPを発現するレポーターマウスの作製とGFP陽性細胞の観察:Cre依存性にGFPを発現するZEGマウスと、Nestinプロモーター下でCreを発現するNestin-Creマウスを交配し、Nestin-Cre/ZEGマウスを作製した。3.Nestin-Cre/RBP-Jκflox/floxマウスの作製: Nestin-CreマウスとRBP-Jκflox/floxマウスを交配し、Nestin-Cre/RBP-Jκflox/floxマウスを作製した。このマウスを用いて、骨髄のNestin陽性細胞でNotchシグナルを欠失した際に、造血にどのような影響が及ぶかを今後検討する。1.骨髄異形成症候群(MDS)および骨髄浸潤陰性の悪性リンパ腫(コントロール)骨髄生検検体を用いた、Nestin陽性細胞の解剖学的解析を計画し、ほぼ計画通りに目的を達成できた。すなわち、正常人骨髄において、Nestin陽性細胞が血管内皮細胞とともに血管壁を構成する構造を同定した。一方、MDS患者では、このようなNestin陽性細胞を含む血管壁構造が破壊されていることを見いだした。これらの観察結果は、正常造血における支持細胞の役割の解明とともに、MDSの病態解明に貢献することが期待されるものと評価できる。2.Nestin発現細胞でGFPを発現するレポーターマウスの作製し、このマウスの骨髄におけるGFP発現細胞の解剖学的所見を観察し得た。すなわち、正常人骨髄で観察した所見と同様の解剖学的構造を、マウス骨髄でも観察した。このことは、造血支持細胞としてのNestin陽性細胞が重要性であることについて、信頼性がより高くなったと言える成果である。

3.Nestin-Cre/RBP-Jκflox/floxマウスを作製し、骨髄のNestin陽性細胞でNotchシグナルを欠失した際に、造血にどのような影響が及ぶかを検討する準備が整った。これは、最終的な目的であるNestin陽性造血支持細胞の役割を解明する上で重要な到達地点であり、現時点では目的を達成していると評価できる。1.正常人骨髄におけるNestin陽性細胞について、その特徴をさらに解析する。また、観察するMDS患者骨髄のサンプル数を増やし、病態と骨髄Nestin陽性造血支持細胞の異常についての解析を進める。2.Nestinプロモーター下でCre-ERを発現するマウスとZEGマウスを交配し、タモキシフェン誘導性にNestin発現細胞でGFPを発現する、新たなレポーターマウスを作製して、このシステムによりCre-ERが機能する細胞について評価を行なう。3.すでに作製し骨髄を観察しているNestin-Cre/RBP-Jκflox/floxマウスは周産期に死亡するため、成体マウス骨髄のNestin陽性細胞におけるNotchシグナルの機能について評価することができない。そこで、Nestinプロモーター下でCre-ERを発現するマウスとRBP-Jκflox/floxマウスを交配し、タモキシフェン誘導性にNestin発現細胞でRBP-Jκflox/floxを欠損するマウスを作製する。これにより、成体マウス骨髄でのNestin陽性細胞において、Notchシグナルが造血に果たす役割について検討を加える。次年度は100万円の直接経費を使用する計画であるが、このうち、マウスの購入、細胞培養に必要な消耗品や、免疫染色に必要な抗体の購入など、物品費に約80万円を当てることを計画している。この他は、近距離の国内旅費の他、マウスの維持管理などのためその他として計上する。
超高齢化社会における加齢性難聴患者に対するヒアリングサポート方法の研究

1)音声認識ソフトを用い、加齢性難聴患者と医療スタッフとのコミュニケーションの課題を明らかにする。2)音声編集で難聴疑似状態を作成し、難聴者が聞き取りにくいと感じる状態が、擬似難聴環境を与えた健聴(患)者にも発生するか調べる3)これらの結果から、難聴・高齢者医療のサポートシステムとして、どのようなサポートが聞き取り支援システムとして有効か検討する。
北西ケニア牧畜民トゥルカナにおける「糞肛門亅の地域比較

本研究の目的は、1980年代の大干ばつ以降、北西ケニア牧畜民トゥルカナに出現した、便秘を主症状とし、多様な症状を示す地域固有の慢性病「糞肛門」のマッサージ治療について地域比較をするものであった。しかし、昨年度の研究実施状況報告書に記したように、研究代表者である作道は、平成24年9月に北西ケニア地域で現地調査中に、急病となってしまい、それ以降、研究は中断している。本科研費は平成25年度より執行も止まっており、平成26年3月17日に廃止が承認された。本研究の目的は、1980年代の大干ばつ以降、北西ケニア牧畜民トゥルカナに出現した、便秘を主症状とし多様な症状を示す地域特有の慢性病「糞肛門」のマッサージ治療の地域比較である。糞肛門とは、便秘を主症状とし多様な症状を示す地域特有の慢性病で、治療はマッサージである。私たちは糞肛門の「治療者と病者が病気の身体を手で揉みながら、そこに干ばっ後の社会変動を読み込んだ新しい病気」と仮説した。その身体はマッサージによって伝わり、人々の苦境を体現化する共通の身体(エンボディメント)となった。それは犠牲者としての民族的な意識に連なる可能性がある。糞肛門には地域差や国境地帯の治療者(含異民族)の介在がある。本研究では、国境地帯を含む地域比較を通じて、糞肛門の分布を確認し、仮説を検討する。今年度は、カクマ周辺でのヘルスケア調査を継続しながら、他地域のマッサージの観察記録により、マッサージの地域比較、及び地域ごとのヘルスケア・システムの把握を試みた。また、あわせて、ウガンダ・ケニア国境地帯で異民族間の治療協力についての探索的調査、及び同地域の研究者との情報交換を行い、ヘルスケアの民族間比較につなげる準備を試みた。しかし、カクマ周辺での現地調査中の急病により、遂行には至らなかった。その他、国際社会学会フォーラムISA2012・ブエノスアイレス大会においてトゥルカナの占いについての研究発表及び、関連するテーマに関心をもつ研究者との密接な交流を行い、国際的なネットワークを構築することができた。(1)研究の目的:本研究の目的は、1980年代の大干ばつ以降、北西ケニア牧畜民トゥルカナに出現した病気「糞肛門」のマッサージ治療の地域比較である。私たちは糞肛門を「治療者と病者が病気の身体を手で揉みながら、そこに干ばつ後の社会変動を読み込んだ新しい病気」と仮説した。その身体はマッサージによって伝わり、人びとの苦境を体現化する共通の身体(エンボディメント)となった。(2)具体的内容:1)これまでのマッサージ資料をまとめ、英文論文と日本語の単行本として出版、2)カクマ周辺でのヘルスケア・ローカリティ調査を継続、3)共同研究者間の班員会議を開催した。(3)意義・重要性:1)マッサージが具体的な身体構造に干ばつ以降の社会変動を読み込んでいることを指摘した。そのうえで、これまでの調査結果をまとめ、以後の調査の展望を立てることができた。2)当地域の土着の治療の発達には援助医療の導入がかかわっている可能性を指摘した。医療化は民間医療も活気づけるのである。3)ウガンダ・ケニア国境地域において、異民族間の治療協力についても探索的な調査の計画を立案した。以上、今年度は従来の調査結果の総合と成果の出版、ヘルスケア調査の継続、次年度の異民族調査の立案をおこなった。今年度と来年度において、ウガンダ・ケニア国境地帯の広域調査を実現し、研究分担者の協力によって民族間比較につなげる準備とすることを目標としていたが、カクマ周辺での現地調査中の急病により、調査を遂行できなかった。成果の国際的な発信については、ブエノスアイレスにおける国際社会学会における研究発表により、ケニアの牧畜民トゥルカナの身体と集団性について国際的に発信することができた。具体的な作業課題は以下の3点である。それぞれに達成状況を記載する。1)カクマ周辺のヘルスケア・システムを把握し、そのなかにマッサージ師ら民族治療者を位置づけることから出発する。とくにカクマは東アフリカ最大規模の難民キャンプが設置され、医療化が進む地域である。継続的ヘルスケア調査により、医療化とともに「トゥルカナの病気」という自家治療の領域も活性化していることが見いだされた。2012年度日本アフリカ学会で発表予定である。おおむね順調に進展している。2)地域比較のために、北部、中部、南部にわけ、主要都市を中心に、ヘルスケア・システムの実態把握をおこなう。予備調査の段階である。

マッサージに特化した調査の準備に」かかっている。マッサージに関しては、2011年度日本社会心理学会で発表をし、かつ単行本を出版してまとめた。やや遅れて進展している。3)また、あわせて、ウガンダ・ケニア国境地域において、異民族間の治療協力についても探索的な調査をおこなう。研究分担者の調査が進んでおり、その情報交換から、異民族において同様の治療があることがわかった。次年度の調査につなげる。おおむね順調に進展している。今年度中断したウガンダ・ケニア国境地帯の広域調査を、次年度行う予定の広域調査と併せて行い、研究の遅れを取り戻したい。その際は調査地点やサンプル数の査定を検討することとする。また、次年度は最終年度であるので、当初予定していたとおり、調査結果をとりまとめて報告書を作成する。カクマ周辺でのヘルスケア調査を継続しながら、他地域のマッサージの観察記録をこころみる。そのさい、マッサージ師の経歴に着目し、マッサージの個人差と地域差を区別する。また、マッサージを地域のヘルスケアのなかでとらえるようにする。今年度と来年度において、ウガンダ・ケニア国境地帯の広域調査を実現し、あるいは分担研究者の協力によって民族間比較につなげる準備としたい。調査とともに、成果の国際的な発信につとめる。2012年度では国際社会学会でのトゥルカナの占いについての発表(ブエノスアイレスでの学会発表のための旅費の一部)を予定している。引き続き以下の3点について研究を推進する。1)ヘルスケア・ローカリティ把握:地域のヘルスケア・システムを各治療エージェントの治療場面および。住民の病気対処行動を分析する。カクマを中心としたヘルスケア・ローカリティを記述する。2)マッサージの地域比較:ロキチョギオ、カクマ、ロドワ、ロキチャーでの予備調査を経て、調査地域を選定中である。同一地域の再調査も視野にいれている。3)ヘルスケアの民族間比較に向けて:ウガンダ・ケニア国境地帯で探索的調査をおこない、あるいは同地域の研究者との情報交換によって今後の民族間比較につなげる。(抄録なし)本研究は現場密着型のフィールドワークなので、ほとんどが旅費に使われる。具体的には1)ウガンダ-ケニアでのヘルスケア調査(研究代表者による調査)、2)分担研究者によるウガンダ牧畜民調査(研究分担者への調査旅費の配分)がある。課題として予想していたよりウガンダ地域への調査日程、旅費がかかることがわかってきた。調査日数をしぼることなどで対応したい。また研究分担者との協力を密にする。
森林生態系における菌根菌への炭素配分：リアルタイム菌糸呼吸測定法の開発

温暖化応答予測のための炭素フラックス観測の広がりによって、群落レベルでの「光合成」の理解は大きく進んだ。しかし、その光合成産物の樹体内での「配分」については、炭素動態予測のうえでは等しく重要であるにもかかわらず、あまり注目されてこなかった。なかでも、植物根に共生している菌根菌への炭素配分は、ホストである植物根の呼吸と一括りにされ無視されてきた。しかし、根呼吸の過半が菌根菌呼吸である可能性さえ指摘されており、菌根菌呼吸を含めた統一的な炭素配分の理解が求められている。本研究は、菌根菌呼吸の野外リアルタイム測定手法の開発と、菌根菌呼吸に及ぼす環境(温度・水分)と呼吸基質(光合成産物)の影響を明らかにすることを目的とした。まず、菌根菌呼吸の野外リアルタイム測定手法を開発し、森林総研関西支所の京都府山城試験地において測定を行った。定期的に呼吸カラーの掘り取りを行い、根・微生物呼吸によるコンタミ量の測定を行った。掘り取ったカラー内の菌根菌量を、顕微鏡を用いた直接観察法によって定量した。そして、菌根菌呼吸とその規定要因である温度・水分との関係性、また菌根菌バイオマス量との関係性を比較・検討した。まず、菌根菌呼吸の野外リアルタイム測定手法を開発し、森林総研関西支所の京都府山城試験地において測定を開始した。現在、菌根菌呼吸とその規定要因である温度・水分との関係性、あるいは菌根菌バイオマス量との関係性について、それぞれ関数化することに取り組んでいる。菌根菌呼吸の野外・連続・分離測定手法の開発、特に腐生性微生物由来CO2のコンタミ回避のプロトコル開発は、試行錯誤の連続で時間を要した。しかし、研究協力者らの助力により、研究は概ね順調に進展した。今後も予定通り、以下を行う。1菌根菌呼吸の野外連続測定を引き続き続ける。2同時測定している温度・水分などに関するデータを用いて、呼吸の環境応答特性について引き続き解析を行う。3カラー内の菌糸量および炭素含有量の測定を行い、菌根菌の呼吸-バイオマス関係、および呼吸-炭素量関係を調べる。菌糸量測定の方法は、申請者に経験があるため特に問題は無い。データ解析では、解析経験豊富な研究協力者らの助言を得られるため問題はない。