hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒドラの散在神経系における神経網の形成機構

腔腸動物ヒドラは、動物界で最も単純な神経系、散在神経系を持ち、脳や神経節の分化が見られず、体全体に神経網を形成している。最近、神経ペプチドの抗血清および単一クローン抗体を用いた免疫染色法により、この神経網を正確にかつ詳細に観察することが可能になった。その結果、散在神経系といえども体全体に神経網が均一に分布しているのではなく、神経系は、多くの部分集合から成り立っていて、神経網は、極めて部位特異性の高い分布を示すことが判明した。ヒドラは再生力が強く、ヒドラの各部域に特異的な神経網は、組織を取り除いても、正常な神経網が再現してくる。申請者は、既に神経ペプチドRFanideの抗血清を用いて、頭部再生中に起こる頭部神経網の形成過程を示し、これが単一クローン抗体によって示される表皮細胞の振る舞いと一致することを示した。申請者は、散在神経系における神経回路網形成の分子機構を明らかにするために、神経ペプチドの抗血清、または頭部神経細胞に特異的な単一クローン抗体を用いて示される頭部神経網のsubsetについて、突然変異体とそのキメラを有効に用いて、その再生過程を検討した。既に、申請者は、本重点研究の一年目である本年(S63)、(1)各種突然変異体(頭部再生不良、reg-16;多頭形成、mh-1;出芽不良、L4)が頭部神経網形成で示す各種異常を同定し、さらに(2)表皮細胞が野生株由来、神経細胞が突然変異株由来のキメラは、正常な神経網形成を示し、表皮細胞が神経網形成を制御していることが考えられた。今後はこの神経網形成における表皮細胞の役割を解明するため、さらに表皮細胞が突然変異株由来、神経細胞が野生株由来のキメラを作成して、検討を行う。また、形態形成因子のうち頭部活性因子、頭部抑制因子の頭部神経網の再生過程に及ぼす効果も検討する。
ママ友という対人関係についての探索的研究:動機づけ、構造、悩みの分析

ママ友関係について調査検討を行った。ママ友への役割期待では、自律性、類似性、支援性の因子が得られた。特に支援性への期待が高く、女子大生の友人関係と似ていることも示唆された。同時に自律性への期待が女子大生より有意に高いことも特徴であった。悩みの類型では、子ども関連群、ママ友パーソナリティ関連群、多様群が得られ、この類型により関係のとらえ方傾向、対処方略に差異が認められた。本研究では,成人期の友人関係の一形態であるママ友(子どもを介した友人関係)に着目し,対人関係の特徴を明らかにするとともに,ママ友関係に悩む人のサポートについての方策を考えることを目的としている。「ママ友が出来ない」という悩みをよく見聞きする。今年度はどうしてママ友が欲しいのか(動機),ママ友に何を期待するのか(役割期待)という点に着目して,調査研究を行った。幼稚園児を持つ母親を対象としたインターネット調査と比較研究として女子大生対象の質問紙調査を実施した。その結果,動機づけに関しては,内発傾向がママ友関係の深さ,広さに強い影響を及ぼすこと,外発傾向の影響は相対的に弱く,防衛的態度につながることが示された。役割期待に関しては,"支援性""自律性"への期待が高いことが示された。特にもっとも親しいママ友に対しては"自律性"への期待が高く,責任のある行動をとり自分を助けてくれる友人と長くつきあいたいという意向が示されている。女子大生と比較すると全体に女子大生よりもママ友の方が友人への期待が高い。特に"自律性""類似性"で女子大生との差が大きい。具体的には"他人にむやみな負担を与えない""自分勝手な振る舞いを慎む""似たような考え方や感じ方をする""同じものを同じように感じることができる"などの項目で,女子大生に比べて期待が高いことが示された。このような差異が明らかになる一方,全体的には女子大生の友人関係とママ友とは顕著な相違は見られず,類似した友人関係が構築されている可能性が示唆された。今年度はママ友に何を期待するのか(役割期待)、どういうことに悩んでいるのかという点に着目して5つの調査研究を行った。研究1ではママ友に何を期待するのかについて質問紙調査を行い、女子大生との比較を行った。その結果、支援性、自立性、類似性の順に期待が高いことが共通してみられた。また全体にママ友への期待の方が高いことも示された。研究2では、幼稚園児の子どもを持つ母親を対象に面接調査を行い、ママ友関係をどのようにとらえているかについて聞き取りを行った。その結果、ママ友関係のとらえ方として、従来型、その場型、新たな種類の友人関係型の3つのタイプが得られた。研究3では、自己観(相互独立的-相互協調的)のもちようが、ママ友関係への考え方や役割期待に影響を及ぼすかどうかについて、質問紙調査を行った。ママ友関係と、成人男性どうしの友人関係、大学生の友人関係との比較を行った。研究4では、ママ友関係と主観的幸福感との関連を調べた。その結果友人関係への外発的動機づけが高い場合には、主観的幸福感が減じられることが示唆された。研究5ではママ友関係におけるトラブルや悩みについて、幼稚園児を持つ母親を対象に自由記述による質問紙調査を行った。研究6では研究5に基づき、ママ友関係におけるトラブル、トラブルを経験したときの対処法、トラブルの原因を何に帰属させるかという「自己関係づけ」との関連について、調査研究を行った。育児中の母親同士の友人関係(ママ友)は、成人期の特異な対人関係と考えられる。本研究ではママ友関係における対人葛藤の類型化、及び関連する諸要因の検討を行った。幼稚園児を持つ母親を対象に質問紙調査を行い、ママ友関係への考え方(防衛的-全方位的)、ソーシャルサポートの知覚、自己関連付け傾向、ママ友関係において最近経験した対人葛藤、対人葛藤を経験した場合の対処方略(ポジティブ、ネガティブ、解決先送り)について尋ねた。経験された対人葛藤について探索的にクラスター分析を行い、対象者の類型化を試みたところ、解釈可能性から3クラスターが適当と考えられた。すなわち(1)子どものしつけができていない、教育方針が違うなどの回答が多い「子ども関連トラブル群」、(2)自分の子どもさえよければいいと思っている、あることないこと他人のうわさを流すなどの回答が多い「ママ友パーソナリティ関連トラブル群」、(3)多様なトラブルが回答された「多様トラブル群」である。分析の結果、ママ友関係への防衛的考え方とネガティブ対処方略においてクラスターの間に差異が認められた。

すなわちネガティブ対処方略をとる傾向は「ママ友パーソナリティ関連トラブル群」と「多様トラブル群」が「子ども関連トラブル群」よりも高いこと、ママ友関係への防衛的考え方は、「多様トラブル群」において他の2群よりも高いことが示された。つまり多様なトラブルを経験している人はママ友との深い関係を避けようとする防衛的傾向が高く、ママ友本人の性格に起因したトラブルや悩みがある人は、その悩みに対して関係を回避したり崩壊させたりするネガティブな対処方略を取りやすいことが示された。対人葛藤を類型化することにより、ママ友関係の特徴の一端を明らかにすることが出来た。
微細な組織構築の異常をマイクロエンドフェノタイプとした精神病態の解明

本年度は、脳の微細組織構築の異常を持つ動物モデルとして、胎児期の代表的な環境要因である胎児(脳)虚血によってもたらされる脳の微細な組織構築異常を伴うマウス、および、子宮内胎児電気穿孔法を用いて脳の部位特異的に異所性皮質を誘導し、組織構築の異常を人為的に生じたマウスを用いて、微細組織構築の異常がどのように病態に関与するのか、その病態メカニズムの解明を行った。特に、異所性皮質を誘導し、組織構築の異常を人為的に生じたマウスの解析においては、人工受容体等の神経活動操作システムを組み合わせ、正常に発生した脳と発生過程における破綻が生じた脳の活動を時期特異的に操作して、それぞれが動物行動に与える影響について解析する試みを開始した。実際には、子宮内胎児電気穿孔法を用いて、発生段階のマウスの大脳皮質および異所性皮質に、人工受容体を発現するプラスミドをあらかじめ導入した。マウスが成体となったのち、行動実験を行う時期に、本来は脳内で不活性であるCNO等の化合物を投与してその際の動物行動の解析を行った。このための人工受容体を発現するためのプラスミド作成やCNO投与方法の検討を行い、至適条件を明らかにした。また、脳の微細組織構築の障害を持つことがすでに知られている遺伝子改変マウス(ApoER2 KOマウス、VLDLRKOマウス)について、特異的にそれぞれの受容体(ApoER2、VLDLR)を認識する抗体を作成して、遺伝子改変マウスを用いて抗体の特異性を確認したのち、それぞれの受容体の発現分布を明らかにして報告した。また、脳の微細組織構築の障害を持つ可能性が示唆されている遺伝子改変マウスである、リーリンC末欠損マウスについて、その詳細な組織構築の解明を行って報告した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、微細な組織構築の異常が、回路網形成にどのような影響を生じ、さらに成熟マウスの脳機能や行動にどのような影響を及ぼすのかを解析する。脳の微細組織構築の異常を持つ動物モデルとして、胎児期の代表的な環境要因である胎児(脳)虚血によってもたらされる、脳の微細な組織構築異常を伴うマウス、および、子宮内胎児電気穿孔法を用いて、脳の部位特異的に異所性皮質を誘導し、組織構築の異常を人為的に生じたマウスを用いて、微細組織構築の異常がどのように病態に関与するのか、その病態メカニズムの解明を行った。また、微細組織構築の異常を解明する際に、解析の基盤となるための発生過程における神経細胞移動様式の解析を、特にこれまでに不明な点が多い海馬について行った。その結果、海馬の脳室帯で新たに誕生した神経細胞は、多極性移動を行いながら脳室帯近傍にしばらく留まることが分かった。一定期間、脳室帯のすぐ近傍で留まったあと、海馬の神経細胞は、複雑な分岐を持つ多くの先導突起をさかんに伸縮して、異なる複数の放射状グリア線維につかまりながら、ゆっくりとした速度で移動していくことを見いだした。また、海馬の神経細胞は、ある程度移動したら一時停止して、まるで足場を探るようにして再び複数の方向に突起をのばし、足場となる放射状グリア線維を交代させながら移動した。その結果、海馬の神経細胞はジグザグとゆっくり移動していくことが明らかになった。海馬の神経細胞移動はロッククライマーの動きにも似ているため、新たに見いだしたこの細胞移動様式を「クライミング様式"Climbing mode"」と命名して発表した。

微細組織構築の異常が、どのように精神病態に関与するのか、その病態メカニズムを明らかにする際に、その解析を行うための動物モデルを複数確立できた。また、微細組織構築の異常を解明するためにその基盤となる発生過程における神経細胞移動様式の解析を、特にこれまでに不明な点が多い海馬について行ったところ、解析が想像以上に順調に進み、海馬が形成される際の神経細胞の移動様式を明らかにしてこれを報告することができた。この点では研究は当初の計画以上に順調に進展したが、一方で、解析を行うための動物モデルとして想定していた、脳の微細組織構築の障害を持つことがすでに知られている遺伝子改変マウス(ApoER2 KOマウス、VLDLR KOマウス)については、予期しない感染事故が発生し、クリーニングを行った上で再度必要なマウスの確保を行う必要が生じた。このため、全体としては概ね順調に進展していると判断される。解析を行うための動物モデルとして想定している、脳の微細組織構築の障害を持つことがすでに知られている遺伝子改変マウス(ApoER2 KOマウス、VLDLR KOマウス)については、再度必要なマウスの確保を行って研究を推進する。その他の動物モデルとして想定していた、胎児期の代表的な環境要因である胎児(脳)虚血によってもたらされる脳の微細な組織構築異常を伴うマウスや、子宮内胎児電気穿孔法を用いて、脳の部位特異的に異所性皮質を誘導して組織構築の異常を人為的に生じたマウスについては、当初の計画通りにそれらを用いて、微細組織構築の異常がどのように病態に関与するのか、その病態メカニズムの解明を行う。26年度が最終年度であるため、記入しない。
放課後の子どもの生活を地域で支えるにあたって学童保育が果たす役割に関する研究

2007年に新たに打ち出された小学生対象の放課後対策「放課後子どもプラン」について、(1)全児童対策との関係を考慮した学童保育の保育計画をいかに作るか(2)地域における小学生の放課後対策をどう進めるか、を国内でのヒアリング調査・アンケート調査から検討した。さらに、諸外国の放課後対策の現状と課題を把握するため、スウェーデン、カナダ、ニュージーランドで現地調査を実施し、上記(1)(2)を考えるにあたっての参考とした。近年、女性の社会進出や核家族化の進行にともない学童保育のニーズは高まっている。今後、学童保育児童が過半数を占める新たな時代が訪れる中、「学校」でも「家庭」でもない「放課後」の時間に、子どもたちへ豊かな生活を提供することの重要性は高まっていると言える。放課後の望ましい生活を考察するため本年度、実施した研究は以下2点である。(1)全児童対策との関わりの中での学童保育の生活実態を把握するため、学童保育と全児童対策が自治体施策上望ましい形態で連携実施されている大阪府吹田市を調査対象地とし、市内5小学校において学童保育児童、全児童対策参加児童へのヒアリング調査、事業に関わる大人へのアンケート調査、連携時の観察調査を実施した。主な調査項目は、全児童対策参加児童との関わりの実態と評価、大人との関わりの実態と評価などについてである。その結果、小学校の規模によって、全児童対策と学童保育の関わり対する児童の評価・活動実態に差が見られた。(2)女性の就労率が高いスウェーデンにおける放課後の子どもの生活実態調査を実施するため、ストックホルム市オーシュタ行政区とフッディンゲ市の計2小学校において、子ども、保護者、教員、学童保育指導員へのヒアリング調査を実施した。主な調査項目は放課後の過ごし方の実態と評価、放課後の過ごし方に対する意識などについてである。結果、小学校低学年は基本的に学校内の余暇ホーム(Fritidshem)で放課後を過ごし、高学年になると学校内の公開余暇センター(Oppen fritidsverksamhet)を利用すると同時に、地域のクラブ活動などを利用するという、学年による具体的な活動内容の差が把握された。また、地域のクラブ活動等を管轄する余暇局・学校庁・ソーデルマルム大学・ストックホルム大学へのヒアリングも行い、近年の子どもを対象にした放課後活動に対する施策や研究の動向についても把握した。放課後の望ましい生活を考察するため本年度実施した国内外の主な研究は以下のとおりである。(国内)全児童対策の活動実態を把握するため、大阪市の全小学校内で実施されている「放課後いきいき事業」を調査対象とし、すべての事業への郵送調査及び、学校規模の異なる6校への訪問ヒアリング調査を実施し、分析を行った。その結果、留守家庭児童に対する生活の場の確保について、専用室・専任指導員などの観点からの課題が浮き彫りになった。(国外)日本と同様、共働き世帯と専業主婦世帯が混同するオンタリオ州トロント市の放課後施策について把握するため行政担当課へのヒアリング調査を実施した。また放課後の子どもの生活実態調査を実施するため、子ども、保護者、教員、学童保育指導員へのヒアリング調査を実施した。その結果、トロント市では特に低所得世帯が多く住む地域において、重点的に事業を展開している実態が把握され、実際、該当地域の子どもたちは公的な活動に主に参加していることが把握された。一方、所得が高い世帯は地域のコミュニティーセンターの他、様々な民間の習い事を活用している実態が把握された。所得の格差が、子どもたちの放課後生活にも大きな影響を与えているという実態が明らかとなった。また日本と文化的背景が近い東アジアの中国、台湾、韓国の子どもの放課後の状況についても概況を把握した。放課後の望ましい生活を考察するため本年度実施した研究は以下のとおりである。(国外)乳幼児期の社会福祉や教育制度で世界をリードしてきたとされ、また学童保育を主として民間が実施しているニュージーランドの放課後施策について把握するため、行政担当課へのヒアリング調査を実施した。また放課後の子どもの生活実態調査を実施するため、子ども、保護者、教員、学童保育指導員へのヒアリング調査及び現地視察を実施した。その結果、学童保育の利用は一部の共働き家庭・母子家庭に限られ利用率は低く、施策や運営においては課題が見られた。しかし、学童保育利用者はプログラム内容に対して高い評価のもとに、日々利用している実態が把握された。(国内)これまでの国内調査および国外調査の結果を踏まえ、日本における放課後対策のモデルプランを検討した。

その結果、留守家庭児童の放課後対策の趨勢は「学童保育利用型」「体験教室利用型」「学童保育・体験教室併用型」「学習塾型」の大きく4つに分類してみることができ、一連の調査結果から学童保育のある国では、低学年児童については「学童保育利用型」で示されるような学童保育を軸にしながら各国の状況に応じて地域の諸団体とかかわることが望まれるという方針を示すことができた。しかし、高学年児童の放課後の過ごし方については世界的にも一貫性がない状態である。今後、我が国においても放課後対策は低学年児童と高学年児童でそれぞれ充実・発展させる必要があり、特に国際的にも普遍的なモデルがない高学年児童については今後更なる検討が必要であると把握された。予定していたとおり海外の典型事例もまわり、日本の学童保育の役割について検討を進めていることからおおむね順調であるといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。諸外国の放課後生活の典型事例を把握するため3年目である今年度はニュージーランドでの調査を予定している。また国内及び東アジアでの子どもたちの放課後生活について、特に「地域との関わり」に着目し、調査を進める。そして最終的には、国内外の子どもたちの放課後生活について分類を行い、放課後生活を支えるための学童保育の役割について考察し、まとめることとする。
地熱地帯における地震の遠隔トリガリングの研究

本研究は,現場観測に基づいて地震の遠隔トリガリング現象の実体を明らかにし,その発生メカニズムを解明することを目的として実施されたものである.平成10年度5月より岩手県西部の葛根田地熱地帯に微小地震観測点を設け,高感度の連続観測を開始したが,1998年9月3日の岩手県内陸北部地震M6.1の発生により,観測点維持が困難となった.そこで,本研究では,葛根田地熱地帯の東約5kmに設置されていた高感度広域地震計データと葛根田位置熱地帯で記録された過去の可視記録データを合わせ,観測研究を継続した.その結果,大地震によって誘発されたと考えられる3つの事例を摘出することができた。さらに,葛根田地域と世界各地で報告されている誘発地震を系統的に整理し,定量的な考察を行った.その主な結果は以下の通りである.1.トリガーを引き起こした地震のマグニチュードと震央距離の関係について,理論動的歪み波形を計算し,検討した.その結果,大地震による遠隔トリガー現象が発現するには,その場所での歪み量が10^<-7>strain程度を超える必要があることが明らかとなった.この歪み量から推測される応力変化量10^3Paは,地震時の応力降下量に比べて3桁以上小さい.2.誘発地震は,地震波通過時の一時的なものではなく,0.1-1時間の遅れを持つことが明らかとなった.3.以上の誘発地震の特徴と,地熱・火山地帯で遠隔トリガー現象がしばしば観測されることから,遠隔トリガーのメカニズムには,マグマ性流体や熱水などの地殻内流体の間隙圧増加過程が密接に関係していることが推察された.本研究では,予期せぬ地震災害のため,当初計画していた観測を変更せざるを得なかった.しかし,以上の成果は,地震の遠隔トリガリング現象の理解を一歩前進させるものであり,今後のより定量的な研究に大きく貢献するものと考える.本研究は,現場観測に基づいて地震の遠隔トリガリング現象の実体を明らかにし,その発生メカニズムを解明することを目的とするものである.具体的には,岩手県西部の葛根田地熱地帯に,微小地震観測点を設け,約2年間にわたり高感度の連続観測を行うものである.本年度は,主に,以下の4点を中心に進めた.(1)器財の整備:高精度の連続記録を得るために市販のデータロガーを購入,検定した.さらに,計算機上での波形データ処理システムの構築を行った.(2)観測点の選定:葛根田地熱地帯において新エネルギー・産業技術総合開発機構により実施されている高精度の孔内微小地震計の上下動1成分を記録することに決定した.(3)ソフトウェア開発:任意の発震機構により励起される表面波に伴う任意の地点での動的歪み波形を理論的に計算できるソフトウェアを開発した.(4)地震データの予備的解析:これまで葛根田地熱地帯で可視記録された波形データを詳細に調べ,葛根田地域で遠隔トリガリングされていると考えられる微小地震活動が少なくとも3例あることを明らかにし,また,葛根田地域が本研究のフィールドとして適地であることを確認した.以上の通り,来年度早々に観測を開始する準備を終了した.本研究は,現場観測に基づいて地震の遠隔トリガリング現象の実体を明らかにし,その発生メカニズムを解明することを目的として実施されたものである.平成10年度5月より岩手県西部の葛根田地熱地帯に微小地震観測点を設け,高感度の連続観測を開始したが,1998年9月3日の岩手県内陸北部地震M6.1の発生により,観測点維持が困難となった.そこで,本研究では,葛根田地熱地帯の東約5kmに設置されていた高感度広域地震計データと葛根田位置熱地帯で記録された過去の可視記録データを合わせ,観測研究を継続した.その結果,大地震によって誘発されたと考えられる3つの事例を摘出することができた。さらに,葛根田地域と世界各地で報告されている誘発地震を系統的に整理し,定量的な考察を行った.その主な結果は以下の通りである.1.トリガーを引き起こした地震のマグニチュードと震央距離の関係について,理論動的歪み波形を計算し,検討した.その結果,大地震による遠隔トリガー現象が発現するには,その場所での歪み量が10^<-7>strain程度を超える必要があることが明らかとなった.この歪み量から推測される応力変化量10^3Paは,地震時の応力降下量に比べて3桁以上小さい.2.誘発地震は,地震波通過時の一時的なものではなく,0.1-1時間の遅れを持つことが明らかとなった.3.以上の誘発地震の特徴と,地熱・火山地帯で遠隔トリガー現象がしばしば観測されることから,遠隔トリガーのメカニズムには,マグマ性流体や熱水などの地殻内流体の間隙圧増加過程が密接に関係していることが推察された.本研究では,予期せぬ地震災害のため,当初計画していた観測を変更せざるを得なかった.しかし,以上の成果は,地震の遠隔トリガリング現象の理解を一歩前進させるものであり,今後のより定量的な研究に大きく貢献するものと考える.本研究は,現場観測に基づいて地震の遠隔トリガリング現象の実体を明らかにし,その発生メカニズムを解明することを目的とするものである.

具体的には,岩手県西部の葛根田地熱地帯に,微小地震観測点を設け,約2年間にわたり高感度の連続観測を行うものである.本年は,観測の初年度に当たり,主に,葛根田地域の観測点の設営及びその維持を中心に進めた.1.高精度微小地震観測:葛根田地熱地帯において新エネルギー・産業技術総合開発機構により実施されている孔内微小地震計上下動1成分の連続記録の取得を1998年5月18日より開始した.同年8月6日まで良好な連続記録を取得することができた.しかし,同年9月3日の岩手県内陸北部地震(M6.1)により,観測点近傍の道路が土砂崩れ等のため閉鎖され,1999年3月現在,データの収録は再開されていない.2.広帯域地震観測:広帯域地震計(STS-2型)を葛根田地域東南東約10kmに位置する東北大学理学研学科玄武洞観測点に設置し,1998年4月2日より連続記録の取得を開始した.サンプリング周波数50Hz,分解能24bitで高精度の波形データを取得し,1999年2月末現在まで,葛根田地熱地域及び岩手火山で発生した多数の微小地震及び長周期表面波の卓越する遠地地震を良好に記録している.以上の通り,本年度は,地熱地域で発生する微小地震と遠地地震の波形記録を収集した.1998年9月3日の岩手県内陸北部地震(M6.1)被害により,地震発生以降,葛根田地域での孔内微小地震計データの収集は行えていないが,来年度のできるだけ早い時期に再立ち上げを行う予定である.また,孔内地震計記録の欠測期間は,玄武洞観測点の広帯域地震計の記録を使用し,解析に利用する予定である.本研究は,現場観測に基づいて地震の遠隔トリガリング現象の実体を明らかにし,その発生メカニズムを解明することを目的として実施されたものである.平成10年度5月より岩手県西部の葛根田地熱地帯に微小地震観測点を設け,高感度の連続観測を開始したが,1998年9月3日の岩手県内陸北部地震M6.1の発生により,観測点維持が困難となった.そこで,本研究では,葛根田地熱地帯の東約5kmに設置されていた高感度広帯域地震計データと葛根田位置熱地帯で記録された過去の可視記録データを合わせ,観測研究を継続した.その結果,大地震によって誘発されたと考えられる3つの事例を摘出することができた.さらに,葛根田地域と世界各地で報告されている誘発地震を系統的に整理し,定量的な考察を行った.その主な結果は以下の通りである.1.トリガーを引き起こした地震のマグニチュードと震央距離の関係について,理論動的歪み波形を計算し,検討した.その結果,大地震による遠隔トリガー現象が発現するには,その場所での歪み量が10^<-7>strain程度を越える必要があることが明らかとなった.この歪み量から推定される応力変化量10^3Paは,地震時の応力降下量に比べて3桁以上小さい.2.誘発地震は,地震波通過時の一時的なものではなく,0.1-1時間の時間遅れをもっことが明らかとなった.3.以上の誘発地震の特徴と,地熱・火山地帯で遠隔トリガー現象がしばしば観測されることから,遠隔トリガーのメカニズムには,マグマ性流体や熱水などの地殻内流体の間隙圧増加過程が密接に関係していることが推察された.本研究では,予期せぬ地震災害のため,当初計画していた観測を変更せざるを得なかった.しかし,以上の成果は,地震の遠隔トリガリング現象の理解を一歩前進させるものであり,今後のより定量的な研究に大きく貢献するものと考える.
新規ＧａｌＮＡｃ特異的グリコシダーゼの立体構造に基づくオリゴ糖の合成と機能性開拓

ビフィズス菌はヒトに有用な腸内細菌であり、難消化性糖質を利用するための様々な独自の機構や酵素を保持することが明らかとなってきた。本研究では、ビフィズス菌が利用するヒト由来の糖鎖に含まれる、N-アセチル基を有するN-アセチルガラクトサミンやN-アセチルグルコサミンの代謝に関わるビフィズス菌由来の酵素に着目し、それらのX線結晶構造解析を行い、その分子機構を明らかにしていくことを目的としている。本年度はBifidobacterium bifidum由来α-N-アセチルガラクトサミニダーゼ(NagBb)、同種由来β-N-アセチルガラクトサミニダーゼ(SiaBb3)、そしてBifidobacterium longum由来UDP-グルコースヘキソース1-リン酸ウリジリルトランスフェラーゼ(GalT)に関して研究を行なった。NagBbに関しては、研究データをまとめ、J. Biol. Chem.誌にて論文を発表した。また、活性中心部位に存在するユニークな金属イオンの同定を試みるため、金属定量も行なった。SiaBb3に関しては、発現系、精製方法を確立した。結晶化スクリーニングまで行ったが、強い反射を得られる条件決定までには至らず、今後も引き続き模索していく必要がある。GalTに関しては、結晶最適化を行い多数のデータを得、現在解析中である。活性中心部位と基質の電子密度マップが見られないため、結晶化条件のさらなる改善・再検討が必要である。NagBbに関しては、想定以上にリバイスに労力がかかり、実験時間が削られてしまった。しかし、最終的に受理されたのは、大きな成果であると言える。SiaBb、GalTはそれぞれ難易度が高く、実験を行っても結果に結びつかないものが多いが、着実に前進しているので、根気強く続けていきたい。SiaBb3に関しては、現在に引き続き結晶条件を模索し、回折データを得ることを目指す。GalTに関しては、リガンド複合体の得られるより良い結晶化条件の検討を行い、より良質な回折データを得ることを目指す。また、活性中心の詳細を明らかにし、生化学的解析も進めていく必要がある。本年度はBifidobacterium bifidum由来α-N-アセチルガラクトサミニダーゼ(NagBb)、同種由来β-N-アセチルガラクトサミニダーゼ(SiaBb3)、そしてBifidobacterium longum由来UDP-グルコースヘキソース1-リン酸ウリジリルトランスフェラーゼ(GalT)に関して、結晶化を試みた結果、NagBbの新規構造の取得とGalTの初期位相の取得に成功した。NagBbは生化学的解析も進め、近縁の酵素では類のない、基質認識に金属イオンの関わる反応機構の詳細まで明らかにした。NagBbに関しては、(a)阻害実験:共同研究者から提供された阻害活性を示す可能性のある化合物3種に関し、活性測定を行なった。その結果、GalNAc-DNJのみが強い阻害活性を示すことが明らかとなり、阻害定数を求めた。(b)新たな立体構造の取得:上記の実験結果に基づき、基質フリー構造、GalNAc複合体構造に加え、阻害剤GalNAc-DNJとの複合体構造を取得した。また、基質認識に金属イオンが関与していたことが明らかとなったため、この金属イオンの活性に及ぼす影響を調べるため変異体を作成し測定を行なった。ここで作製した金属の配位に関与する4つのアミノ酸全てをアラニンに置換した4重変異体に関して結晶化を試み、立体構造を取得した。この変異体において金属イオンが消失しており、基質認識能が低下していることを確認した。(c)金属イオンの同定:活性中心の金属イオンの同定を試みた。金属の異常散乱効果の測定と解析により、活性中心の金属がCaであると同定した。これらの結果をまとめ論文執筆を行ない、JBC誌に投稿した。現在リバイスを行なっており、近日中に再投稿する予定である。また、当初の計画にはなかったGalTの結晶化、初期構造決定にも成功し、この独自性の高い酵素の構造を得られたことは、非常に大きな成果であると言える。

SiaBb3に関しては、発現系、精製方法を確立した。結晶化スクリーニングまで行ったが、強い反射を得られる条件決定までには至らず、今後も引き続き模索していく必要がある。GalTに関しては、結晶最適化を行い多数のデータを得、現在解析中である。活性中心部位と基質の電子密度マップが見られないため、結晶化条件のさらなる改善・再検討が必要である。NagBbに関しては、想定以上にリバイスに労力がかかり、実験時間が削られてしまった。しかし、最終的に受理されたのは、大きな成果であると言える。SiaBb、GalTはそれぞれ難易度が高く、実験を行っても結果に結びつかないものが多いが、着実に前進しているので、根気強く続けていきたい。NagBbに関しては、論文が受理されるよう引き続き作業を進めていきたい。SiaBb3に関しては、現在に引き続き発現条件の検討を行い、本年中に結晶化スクリーニングまで行うことを目指す。GalTに関しては、初期構造が決定したばかりであり、構造解析を進めていく必要があるとともに、より良い結晶化条件の検討や他のリガンド複合体条件での結晶化条件の模索を行い、より良質な回折データを得ることを目指す。また、活性中心の詳細を明らかにし、生化学的解析も並行して進めていきたい。SiaBb3に関しては、現在に引き続き結晶条件を模索し、回折データを得ることを目指す。GalTに関しては、リガンド複合体の得られるより良い結晶化条件の検討を行い、より良質な回折データを得ることを目指す。また、活性中心の詳細を明らかにし、生化学的解析も進めていく必要がある。
マルチレートサンプリングを利用した閉ループ系の同定

フィードバックコントローラを含む閉ループ系内のダイナミカルシステムをその入出力データのみを直接利用して同定する直接法による閉ループ同定において、目標値がPE性条件を満たされない場合には,フィードバックコントローラの次数がダイナミカルシステムよりも高次でなければならないという非現実的で厳しい可同定性条件が必要であった.本研究では、入力信号のサンプリングレートよりも高いレートで出力信号をサンプルするマルチレ-トサンプリング方式により、この可同定性条件を不要にできることを明らかにし、様々な状況下での閉ループ同定問題を解決することが目的であった。また、閉ループ同定で得られたシステムモデルを実時間で利用した適応制御への拡張、マルチレート信号の周波数域での周期定常性を利用した閉ループ同定問題や部分空間法を用いた信号の到来方向を推定する問題などについても検討を行ない、提案法の性能や有効性を明らかにすることを目的とした。得られた結果は以下のように要約される.1)磁気浮上系は不安定系であり、安定化制御器により制御されている状況下での閉ループ想定が不可欠となる。線形化モデルを同定することにより、未知の物理パラメータを同定するために、制御入力を駆動電圧とし、ギャップ長を制御入力よりも高いサンプリングレートで入手した入出力データから、一入力多出力系となみし、まず分母多項式を部分空間法により同定する。次に、分子多項式の同定を行うために、補助変数を導入した方法と連続時間の伝達関数が相対次数3となるという情報を利用した方法の二つを提案し、実際に磁気浮上の同定実験を通してその有効性を明らかにし、従来法との比較検討を行った。2)入力部にバックラッシュなどの未知非線形特性を有する未知線形ダイナミカルシステムの閉ループ同定を行うための手法を明らかにし、数値シミュレーションによりその有効性を検証した。まず未知線形部の同定を出力インターサンプリングにより得られた出力信号を用いたブラインド同定を、部分空間法などを組み合わせた方法により行い、同時に線形部への未知入力を推定する。次に偏差信号を入力とするバックラッシュ特性などの非線形部を同定する方法を与えた。3)駆動モータに柔軟性をもつシャフトで接続された2つの負荷モータからなる3慣性系の速度制御をPIDコントローラによって閉ループ制御されている場合、これまでは不可能であった一定速度制御のもとでの直接法による閉ループ同定を可能にする新しい方法を明らかにした。また、簡易形適応制御の枠組みの中で、適応PI制御下により速度制御が行われている閉ループ系に含まれる1慣性系の慣性モーメント、粘性抵抗、速度の2乗に比例した抵抗、クーロン摩擦などの閉ループ同定、および2慣性系の慣性モーメントと軸時定数の閉ループ同定を行う適応同定法を与え、実験によりその性能評価を行った。4)出力オーバーサンプリングされた信号がもつ特徴の一つである周期定常性は、2次情報であるパワスペクトルだけでなく、位相情報も利用できるため、ブランドシステム同定やブラインド信号検出が可能となることを明らかにし、部分空間法や線形予測により各種の変調を受けた信号の到来方向を別々に推定できる新しい方法を明らかにした。

また、簡易形適応制御の枠組みの中で、適応PI制御下により速度制御が行われている閉ループ系に含まれる1慣性系の慣性モーメント、粘性抵抗、速度の2乗に比例した抵抗、クーロン摩擦などの閉ループ同定、および2慣性系の慣性モーメントと軸時定数の閉ループ同定を行う適応同定法を与え、実験によりその性能評価を行った。4)出力オーバーサンプリングされた信号がもつ特徴の一つである周期定常性は、2次情報であるパワスペクトルだけでなく、位相情報も利用できるため、ブランドシステム同定やブラインド信号検出が可能となることを明らかにし、部分空間法や線形予測により各種の変調を受けた信号の到来方向を別々に推定できる新しい方法を明らかにした。閉ループ制御されている制御対象のモデルをオンラインまたはオフラインで同定することは、制御対象の適応制御やモニタリングにおいて不可欠であるが、これまでは外部テスト信号の利用や目標設定値の変更などを利用した閉ループ伝達特性の同定を介して制御対象を同定するいわゆる間接法に基づく方法がほとんどであった。しかし、閉ループ制御器が非線形性をもつ場合には適用できないことや制御状態に過度な擾乱を与えるなどの問題点から、制御対象の入出力データのみを用いた直接法が望まれているが、可同定性条件が厳しく有力な方法が知られていなかった。この条件は簡単に言えば、制御器次数が制御対象の次数よりも大きいことを要求しており、実際には制御器は実対象の低次元モデルから設計されることを考えると、可同定性は現実にはほとんど満たされないことがわかる。そこで、本年度の研究目標は、制御対象の出力をインターサンプリングすることにより制御入力よりも高速にサンプリングを行うマルチレートサンプリング方式を導入した閉ループ同定の新しい方法を提案し、そのアルゴリズムの構築、同定されたパラメータの収束性や統計的性質の解析、磁気浮上系の実験を通しての妥当性の検証を行うことであった.得られた結果は以下のように要約される.1)制御入力よりも高速のレートで行う出力インターサンプリングを利用した直接法に基づく閉ループ同定のためのアルゴリズムが明らかとなり、モデルパラメータの推定値の統計的性質および可同定性条件を与えることに成功した。特に有色雑音モデルで表されるより一般的な場合に関して、出力インターサンプリングを用いた同定アルゴリズムの導出とその基木的性質が明確になった。さらにモデルパラメータ推定値の一致性を確保するための可同定性条件を与え、従来の閉ループ伝達待性の同定を介した間接法による同定法との比較を通してその性能評価を行った。2)不安定な制御対象をフィードバック制御器で安定化を実現しつつ、制御対象の制御入力データとインターサンプリングにより得られた出力データとから、不安定系のモデルを直接同定するアプローチを与えた。不安定系の場合には、式誤差が非最小位相系となる場合がほとんどであり、1)で提案した直接法のままでは適用が極めて困難となるので、出力インターサンプリングにより得られる一入力多出力系のポリフェーズ構造の特徴を最大限に活用した同定アルゴリズムを開発し、磁気浮上制御系における不安定な制御対象の同定実験に適用し,不安定系の直接法による閉ループ同定に成功した.
ハイブリッド離散化手法による地盤と構造物の3次元動的相互作用に関する研究

本研究は、地盤と構造物基礎の3次元動的相互作用問題を、地震応答を主眼に置いて扱ったものである。解析手法として境界要素、有限要素と境界要素法のハイブリッド法を適用し、基礎の応答自由度における地盤インピーダンス関数および有効入力を評価した。解析対象地盤は半無限基盤を有する層状地盤とし、応答解析には円筒座標系において周方向にフーリエ級数展開を用いた定式化を行った。間接境界法ではまず加振力を仮定するが、各加振パターンに対するグリーン関数(基本解)の評価は、ハンケル変換から波数領域において、各層および半無限地盤に関する剛性マトリックスを定義し、スティフネス法により基本解を求める過程を採った。波数領域から空間領域への変換は、高速フーリエ・ベッセル変換のアルゴリズムに従った。対象とした解析領域は3次元体であることから、加振パターンとしてシリンダー状加振、ディスク状加振を仮定した。間接法では、地盤と基礎のインターフェイスにおける変位および応力分布が正しく評価できるに充分な加振点と、そして加振点と観測点の間のオフ・セット量の採り方が重要となる。これらをパラメトツクに調べた後、最適と思われる加振数とオフセットを決定した。数値解析例として、地盤内に根入れを有する剛体ケーソン基礎の地震応答解析を行い、同結果と有限要素法を用いた解析結果との比較から、本研究で開発した手法の妥当性を得た。また伝播性の入力(傾射入射角のSH波,SV波)の下での基礎の応答解析から、波動伝播を考慮した解析の必要性を示した。
粘菌における迷路解法と細胞システム構築の動的メカニズム

アメーバ細胞は、代謝反応を伴うゾル・ゲル溶液と見なせるもっとも原始的な生命体であるが、環境情報を受容し、判断し、適切に環境に働きかける能力がある。すなわち生命システムにおける情報機能の発現やシステム構築の原理を物質レベルから解明するのに格好の研究対象である。粘菌変形体は巨大なアメーバ様細胞で、細胞全体にシンクロナイズした収縮リズム、往復原形質流動を示し、外部環境に応じて多種多様な細胞形状をとる。本プロジェクトは、粘菌という複雑系における機能発現のメカニズムを解明することをめざした。機能的ネットワークの設計能力の実験的証明与える餌の数(3,6,7,12,64個)と配置を様々に変えると、それに応じて餌場所を繋ぐ太い管のネットワークの形も劇的に変わった。これらのネットワークは、効果的な輸送ネットワークの持つべき幾つかの基準を満たした。すなわち、管の総長の短さ、餌場所間の密な繋がり、事故による管の断線に対する耐久性は、いずれも良い値を示した。このような複雑な状況での最適化アルゴリズムは現代科学技術の困難な問題であるが、単細胞の粘菌は予想以上に高い計算能力を有することが解明された。粘菌振動素子の集団的振る舞いのシミュレーション粘菌の計算アルゴリズムを解明するために、管の形成機構を収縮リズムの観点から数理モデル化の可能性を検討した。管形成には三つの時間スケール、2分の収縮リズムと20分の管形成過程と200分の管ネットワークの再編成過程が存在する。最も基本にある収縮リズムの数理モデルを構成した。化学振動子と粘菌の原形質流動を表現する偏微分方程式モデルである。これにより往復原形質流動の時空パタンと粘菌の走性を再現できた。このモデルを基にして、管形成もモデルへの糸口が得られたので、今後の研究展開が期待できる。単細胞生物である粘菌モジホコリの変形体が、収縮リズムのパタン形成に基づき巨大アメーバ様システムを最適化し、高い計算能力を発揮することを実験的に示した。寒天ゲル上を広がる変形体の両端にそれぞれ餌を与えると、変形体の大部分が餌に群がって養分を吸収する一方でたった一本の太い管が二つの餌の間をほぼ最短な経路で結ぶように形成された。管内の流量は、ポアズイユ流の近似の下で管の太さの4乗に比例し長さの1乗に反比例するので、太くて短い管は流動効率が高い。粘菌は、このような形によって、餌の吸収と原形質の交換効率をほぼ最適化した。この最適化機能は、さらに複雑な状況でも発揮された。迷路いっぱいに広がった粘菌に対し二つの出口に餌を与えると、最短経路にだけ一本の太い管が現れた。粘菌が迷路を解く計算能力を持つ事が明らかになり、細胞レベルでの高い情報処理能力が世界に先駆けて証明された。与える餌の数(3,4,6,7,12,24,49,144個)と配置を様々に変えると、それに応じて餌場所を繋ぐ太い管のネットワークの形も劇的に変わった。粘菌の計算アルゴリズムを解明するために、管の形成機構を収縮リズムの観点から調べた。二つの部分で反位相の振動状態が続くとその間に管が形成される事がわかった。

収縮リズムのパターン形成は、原形質流動を媒体にして管形態形成と相互作用した。このようなパターン形成の機構が、粘菌の計算アルゴリズムの鍵であると予想された。単細胞生物である粘菌モジホコリの変形体が、収縮リズムのパタン形成に基づき巨大アメーバ様システムを最適化し、高い計算能力を発揮することを実験的に示し、その数理モデルの可能性を探るべくいくつかのプロトタイプモデルを構成した。寒天ゲル上を広がる変形体の両端にそれぞれ餌を与えると、変形体の大部分が餌に群がって養分を吸収する一方でたった一本の太い管が二つの餌の間をほぼ最短な経路で結ぶように形成された。さらに、粘菌の這う空間内のところどころに粘菌の嫌う光をあてておくと、光があたる場所にできる管をなるべく短くするという新たな条件をふまえて、粘菌全体の管の経路が選び出されることがわかった。このように拘束条件が増えても粘菌は管の最適な経路を選択できた。与える餌の数(3,6,7,12,64個)と配置を様々に変えると、それに応じて餌場所を繋ぐ太い管のネットワークの形も劇的に変わった。これらのネットワークは、効果的な輸送ネットワークの持つべき幾つかの基準を満たした。すなわち、管の総長の短さ、餌場所間の密な繋がり、事故による管の断線に対する耐久性は、いずれも良い値を示した。このような複雑な状況での最適化アルゴリズムは現代科学技術の困難な問題であるが、単細胞の粘菌は予想以上に高い計算能力を有することが解明された。粘菌の計算アルゴリズムを解明するために、管の形成機構を収縮リズムの観点から数理モデル化の可能性を検討した。管形成には三つの時間スケール、2分の収縮リズムと20分の管形成過程と200分の管ネットワークの再編成過程が存在する。最も基本にある収縮リズムの数理モデルを構成した。化学振動子と粘菌の原形質流動を表現する偏微分方程式モデルである。これにより往復原形質流動の時空パタンと粘菌の走性を再現できた。
脳発育期及び加齢時の脳機能に及ぼすシアル酸の神経科学的解析

シアル酸がn-3系脂肪酸欠乏食を摂取した仔ラットの記憶学習能に及ぼす影響について調べた。9週齢雌ラットにn-3系脂肪酸欠乏食を摂取させ、仔ラットを出産後も同様にn-3系脂肪酸欠乏食を摂取させた。離乳後の仔ラットにはn-3系脂肪酸欠乏食(コントロール群)または、n-3系脂肪酸欠乏食を基準としたN-アセチルノイラミン酸添加食を摂取させた。試験食を摂取させた後、記憶学習試験(能動回避試験)を行った結果、N-アセチルノイラミン酸添加食を摂取した仔ラットでは記憶学習能の有意な向上が観察された。現在、「健康寿命」という言葉をよく耳にするように、ただ長く生きるのではなく、「健康」の状態でいかに長く生きられるかが重要である。そこで注目されるのが、「脳」の健康である。今回注目したのは、脳の主要な構成成分であるシアル酸(ガングリオシド)の栄養生理機能である。本研究課題では、このシアル酸に着目し、前年度はNANAが投与後どれくらいの時間で血中においてピークになるのか、またラット乳幼児期の投与によって脳内成分にどのような変化を及ぼすのか観察した。本年度は、餌組成調整により、脳内DHA構成比がほぼ0%のDHA欠乏ラットを作成し、そのラットにNANAを添加することで、学習行動及び脳内NANA濃度変化を検討した。DHA欠乏食を第1世代の母ラットに1か月摂取させた後、雄ラットと交配せて、DHA欠乏ラットを作成した。DHA欠乏ラットが離乳した生後2週目から1%NANAを含んだ水を2週間摂取させた後、脳内の神経伝達物質、NANAおよびDHA濃度を測定した。DHA欠乏ラットでは、脳内のDHA濃度の減少が観察された。その一方で、NANA水摂取群ではNANA濃度の上昇が確認された。加えて、NANA水摂取により脳内ドーパミン、セロトニン濃度が脳のいくつかの部位で有意に増加した。DHA欠乏ラットを用いた記憶学習行動試験については現在解析中である。前年度(平成24年度)の検討では、DHA欠乏食を第1世代の母ラットに1か月摂取させた後、雄ラットと交配せて、DHA欠乏ラットを作成した。本年度の検討では、DHA欠乏ラットを用いた記憶学習行動の評価を行うために、記憶学習試験の検討を行った。新規物質探索試験、モリス水迷路試験、電気刺激受動回避試験の確立を検討し、新規物質探索試験実験の評価系を構築した。現在、この実験系を用い、DHA欠乏ラットの記憶学習行動の評価を実施中である。「健康寿命」という言葉をよく耳にするように、ただ長く生きるのではなく、「健康」の状態でいかに長く生きられるかが重要である。今年度はNANA(N-acetylneuraminic acid)が投与後どれくらいの時間で血中においてピークになるのか、またラット乳幼児期の摂取が脳内成分や行動にどのような変化を及ぼすのか検討を行った。まず、絶食時のNANA血中濃度の検討として、絶食時にNANAの血中濃度変化の測定を行うために、NANA (2 mg/100 g B.W.)対照として水道水をラットに経口投与した。コントロール群では時間による差が認められなかったが、NANA群では、投与後10分で血中濃度がピークに達し、緩やかな減少をする傾向が見られる事が分かった。乳幼児期ラットにおける経時的変化はWistar系雄ラット(10日齢・17日齢・31日齢・42日齢・59日齢・73日齢)に対し乳幼児期から継続的にNANAを投与し、血中NANA濃度及び、脳中NANA濃度の測定を行った。

血中のNANA含量はラットの成長に伴って増加する事が明らかとなった。しかし、海馬中では10日齢に比べて17日齢でNANA含量が増加し、その後若干の増減が見られたものの、10日齢と同量の値を示した。大脳皮質中では、10日齢から73日齢までほぼ一定のNANA含量を示し、海馬の10日齢と同様の値を示した。以上の結果より、海馬と大脳皮質でNANA含量が高かったこと、また海馬では離乳期前後にNANA含量が増加していたことから、NANAと記憶学習能に何らかの関係がある可能性が考えられた。しかし、なぜ海馬でのみ離乳時期前後にNANA含量が増加したのかについては今後の検討が必要である。現在、「健康寿命」という言葉をよく耳にするように、ただ長く生きるのではなく、「健康」の状態でいかに長く生きられるかが重要である。そこで注目されるのが、「脳」の健康である。今回注目したのは、脳の主要な構成成分であるシアル酸(ガングリオシド)の栄養生理機能である。本研究では、NANAが投与後どれくらいの時間で血中においてピークになるのか、またラット乳幼児期のNANA投与の影響や神経伝達への影響について検討した。まず、絶食時のNANA血中濃度の検討として、NANA (2 mg/100 g B.W.)をラットに経口投与した。NANA群では、投与後10分で血中濃度がピークに達し、緩やかな減少をする傾向が見られる事が分かった。乳幼児期ラットにおける経時的変化はWistar系雄ラット(10,17,31,42,59,73日齢)に対し継続的にNANAを投与し、血中及び、脳中NANA濃度の測定を行った。大脳皮質中では、10日齢から73日齢までほぼ一定のNANA含量を示した。海馬と大脳皮質でNANA含量が高かったこと、また海馬では離乳期前後にNANA含量が増加していたことから、NANAと記憶学習能に何らかの関係がある可能性が考えられた。また、NANA摂取時の神経伝達への影響を調べるべく、脳を大脳皮質、海馬、線条体、視床下部などの部位に分け、ドーパミンやセロトニンをいった神経伝達物質の量を測定した。その結果、NANA摂取により、ドーパミンおよびセロトニン量が脳のいくつかの部位で増加している事を明らかにした。この結果は、NANA摂取が脳神経伝達あるいはその構成に影響を及ぼす事を示している。栄養化学研究代表者の所属機関移動による研究環境の立ち上げのために、多くの準備期間を要した。また、今年度の実験手法であるDHAラットの作成が難航したため、このラットを用いたNANAの影響の分析については現在分析中である。今年度前に、行動試験による記憶学習行動の評価を完了したかったが、動物の記憶学習能を正確に解析するための実験系の構築に時間がかかった。(理由)今年度計画していた、NANAの血中濃度及び乳幼児期のNANA投与による脳内成分を検討し、結果を得られたためほぼ当初の目標を達成できたと考えられる。ラットにNANAを投与し続け、更に経時的に解剖をして血中・脳中のNANA濃度の測定、及び、脳内物質の測定を行ったが、飼育にかなりの時間を要した。
高速・大面積製膜を可能とするフレキシブルセラミック膜のCVD製膜

高分子多孔膜を基材とし,分離層としてシリカ層を有するlayered hybrid構造を作製し,水/イソプロパノール水溶液の蒸気透過法(RO),および各種有機水溶液の逆浸透分離(RO)へ応用した。VPにおいては水透過率1.0×10-6 mol/ (m2 s Pa),数100-1000程度の分離係数を示した。RO法では脱塩性能を示すこと,塩酸後処理が有効であることを明らかとした。無機膜は高分子膜をしのぐ選択性と透過性を示す一方,高コスト,低膜充填密度などの欠点を有する。典型的なシリカおよびシルセスキオキサン膜(SQ)は,セラミック基材の上に薄膜製膜されている。現状のセラミック基材の厚みは1mm,分離層は100nm程度であり,そのコストの大部分は支持体であると言われている。将来の広範な実用化を考える際,製造コストの低減のみならず,軽量化,高膜面積化,フレキシブル化とともに,高速製膜技術の開発が必要不可欠と考える。そこで高分子多孔膜を基材とし,分離層としてシリカ層を有するlayered hybrid構造を提案する。layered hybrid膜とすることで,高選択性・高透過性だけでなく,低コスト,高い膜充填密度,軽量を併せ持つ,新規なフレキシブルセラミック膜が可能となる。さらに,真空装置の必要のない常圧プラズマを用いて,高分子基材へのシリカ膜の製膜が可能であることを明らかにすることで,大面積かつ高速製膜が可能になり,シリカ膜の応用が加速度的に展開されると考える。そこで本研究では,(a)高分子基材へのゾルコーティングによるシリカ膜のlayered hybrid製膜技術の確立,および(b)常圧プラズマを利用した高速製膜技術の開発,を研究目的としている。(a)に関しては,市販高分子ナノろ過膜を支持体としてSQ層を製膜した,layered hybrid膜が浸透気化および逆浸透特性を示すことを明らかとした。(b)に関して,セラミック中間層に,常圧プラズマCVD法により分離機能性を示すシリカ膜の形成に成功した。本研究では,(a)高分子基材へのゾルコーティングによるシリカ膜のlayered hybrid製膜技術の確立,および(b)常圧プラズマを利用した高速製膜技術の開発,を研究目的としているが,(a)に関しては既に逆浸透分離特性を示すlayered hybrid膜の開発に成功している。(b)に関しても予備実験的な段階ではあるが,既に分離特性(CO2/N2透過率比30)を示す常圧プラズマCVD膜の製膜に成功しているから。典型的なシリカおよびシルセスキオキサン膜(SQ)はセラミック基材の上に薄膜製膜されているが,高分子多孔膜を基材とし,分離層としてシリカ層を有するlayered hybrid構造を提案する。(a)に関しては,市販高分子ナノろ過膜(分画分子量1k,2k,3k)を支持体としてbistriethoxysilylethane(BTESE)をドロップコーティングし,150°C加熱処理することで製膜した。コーティングゾルの調製条件およびコーティング条件を検討することで,layered hybrid膜がNaCl脱塩の逆浸透特性を示すこと,さらに水/イソプロピルアルコール(IPA)の蒸気透過分離特性を示すことを明らかとした。さらに,コーティング層の薄膜化を目的として,高分子基材上にBTESEゾルをコーティング直後に,エタノールあるいは水で膜表面を洗浄し150°C熱処理する洗浄膜を製膜した。(b)に関して,セラミック中間層に,常圧プラズマCVD法によりヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を前駆体として,分離機能性を示すシリカ膜の作製に成功した。(a)に関しては,2000ppmNaClに対して阻止率98%以上の逆浸透分離特性を示すlayered hybrid膜および蒸気透過特性の開発に成功している。コーティング後に酸性あるいはアルカリ処理することで,膜特性を制御できることを明らかとした。さらに,水/IPA分離において,洗浄BTESE膜は,洗浄を行うことで水透過率を高分子基材とほぼ同レベルのまま,分離係数のみが増加した高選択透過性膜の作製が可能であることを明らかとした。製膜条件を最適化することで,水/IPA分離係数が1000以上の示すことを明らかとしたから。(b)に関しても予備実験的な段階ではあるが,既に分離特性(CO2/N2透過率比30)を示す常圧プラズマCVD膜の製膜に成功した。しかしながら,製膜しながら気体透過率を測定するプラズマ製膜装置(in-situ気体透過機能付き)ではないため,製膜および透過特性評価に時間がかかるのが課題であり,装置作製および製膜条件の最適化のため期間延長を申請した。以上より,“(2)おおむね順調に進展している"と判断した。