hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
揮発性元素のマントル大循環

火山岩及びそのマグマ源であるマントルの持つ揮発性成分組成を決定することを目的として、火山岩の斑晶鉱物が内包するメルト包有物の化学分析を行った。本年度は、マントル由来の火山岩として南太平洋のライババエ島に産する海洋島玄武岩を対象とした。玄武岩に含まれるオリビン鉱物斑晶に対して、前年度までに立ち上げたメルト包有物加熱装置を用いて、組成的に均質なガラス質のメルト包有物を作成した。このメルト包有物に含まれる気泡中の二酸化炭素密度測定を、顕微ラマン分光分析技術を用いて測定した。次にメルト包有物のガラス質部分と気泡の体積を、マイクロX線CTスキャンを用いて分析した。さらに、ガラス質部分の揮発性成分、主成分、微量成分、鉛同位体比を、二次イオン質量分析計、電子線プローブ、レーザーアブレーション誘導プラズマ質量分析計を用いて測定した。その結果、塩素に関して重要な発見をした。ライババエ島の海洋島玄武岩には、鉛同位体比で区別される2種類のマグマが存在し、その違いはマグマ源に含まれるマントルを循環する太古代の海洋地殻の寄与量を反映することがこれまでの研究から分かっていたが、その寄与量と塩素量の間に相関があることを見出した。このことは、過去の海洋地殻物質がマントルに沈み込む際に海水の塩素を運搬し、地球表層とマントルの間で大規模な塩素循環を起こしていたことを意味する。海水からマントルへ塩素を運搬する働きは、地球表層の塩素量を調節し、生命の進化にも多大な影響を及ぼしていたことを考察し、学術論文として公表した。また、上記の塩素以外の元素・成分に関する論文と、ラマン分光、マイクロX線CT、二次イオン質量分析計を組み合わせてメルト包有物中の二酸化炭素総量を測定する技術に関する論文を準備した。また、同様の研究を他のテクトニックセッティングに産する玄武岩の研究に応用するために、試料の準備を行った。今年度に計画していた項目はおおむね実施することができた。三年計画の二年目でメルト包有物の均質化と各種局所化学分析をルーチン的に進めていくことが可能となり、その結果最初の分析対象とした南太平洋ライババエ島の海洋島玄武岩のメルト包有物分析を完了することができた。分析データのうち塩素に関する解析を行い、Nature Communications誌上において成果を公表することができた。他の元素・成分のデータを用いた論文と、メルト包有物の総二酸化炭素量を求める新手法に関する論文も準備が進んだ。これらのルーチン化された手法を用いて、他の海洋島玄武岩、島弧玄武岩、海台玄武岩等異なるテクトニックセッティングに産する玄武岩の比較研究を行うための試料準備も順調に進んだ。海洋島玄武岩、島弧玄武岩、海台玄武岩等異なるテクトニックセッティングに産する玄武岩の比較研究を行うために、これらの玄武岩に含まれるメルト包有物を対象として各種局所分析を進めていく。これらの玄武岩中のメルト包有物試料の準備は進んでおり、研究分担者と分析作業を分業して効率的に測定を進めていく。また、2018年度に実施された航海により採取された海洋島玄武岩試料もあり、この試料も研究に用いるべく試料準備を進める。異なるテクトニックセッティングに産する玄武岩のマグマ源が持つ揮発性成分組成の比較は本研究の重要テーマであり、地球の物質進化と元素循環の観点から、データの解析を進めていく。2019年度は研究計画最終年度であり、成果の公表に重点を置く。メルト包有物を用いた研究は世界でも盛んに行われており、結果の出たものから国際学会の場で発表しつつ国際学術誌への投稿を行っていく。火山岩及びそのマグマ源であるマントルの持つ揮発性成分組成を決定することを目的として、火山岩の斑晶鉱物が内包するメルト包有物の化学分析を行うための基礎実験と化学分析技術の改良を行った。メルト包有物の多くは結晶化して組成的に不均質なため、これを均質にするためのメルト包有物加熱均質化装置を立ち上げた。この装置は加熱ステージと光学顕微鏡で構成されるが、前者については予定通り、また後者についても予算の前倒し使用により導入することができ、今年度に装置の全システムを構築することができた。予備試料を用いて装置を試験することにより、装置の最適化を図るとともに装置の改良点を洗い出した。これと並行して、数十数百ミクロンの大きさのメルト包有物に対して各種化学分析を行うため局所分析技術の改良を行った。まず、メルト包有物中の気泡に対してラマン分光分析による二酸化炭素密度測定とX線CTスキャンによる体積測定を組み合わせることを実現し、気泡が含む二酸化炭素量の定量化を可能とした。さらに、メルト包有物のガラス質部分が含む揮発性元素、主成分元素、微量元素、及び鉛同位体比測定のために、二次イオン質量分析計、電子線プローブ、レーザーアブレーション誘導プラズマ質量分析計を用いた測定を試み、一連の分析が問題なく行えることを確認した。以上のようにメルト包有物均質化の基礎実験と局所化学分析技術の改良により、次年度以降実試料に対して分析を進めていくための準備が整った。マントル由来の火山岩に含まれるメルト包有物の分析を行うために、南太平洋や大西洋に分布する海洋島玄武岩試料を選別し、オリビン鉱物斑晶を分離することで試料準備を行った。

三年計画の初年度でメルト包有物の均質化と各種局所化学分析の試験を完了できたことで、二年目以降に実施する海洋島玄武岩に含まれるメルト包有物試料の分析をルーチン的に進めていくことができる。特に、ラマン分光分析とX線CTスキャンを組み合わせてメルト包有物中の二酸化炭素の定量分析を実現したことは大きな成果であり、この分析手法について早い段階で国際学術誌上で報告することを考えている。また、研究対象とする試料の選別と準備も順調に進み、実試料の分析を二年度目の早い段階から円滑に行うことができる。火山岩及びそのマグマ源であるマントルの持つ揮発性成分組成を決定することを目的として、火山岩の斑晶鉱物が内包するメルト包有物の化学分析を行った。本年度は、マントル由来の火山岩として南太平洋のライババエ島に産する海洋島玄武岩を対象とした。玄武岩に含まれるオリビン鉱物斑晶に対して、前年度までに立ち上げたメルト包有物加熱装置を用いて、組成的に均質なガラス質のメルト包有物を作成した。このメルト包有物に含まれる気泡中の二酸化炭素密度測定を、顕微ラマン分光分析技術を用いて測定した。次にメルト包有物のガラス質部分と気泡の体積を、マイクロX線CTスキャンを用いて分析した。さらに、ガラス質部分の揮発性成分、主成分、微量成分、鉛同位体比を、二次イオン質量分析計、電子線プローブ、レーザーアブレーション誘導プラズマ質量分析計を用いて測定した。その結果、塩素に関して重要な発見をした。ライババエ島の海洋島玄武岩には、鉛同位体比で区別される2種類のマグマが存在し、その違いはマグマ源に含まれるマントルを循環する太古代の海洋地殻の寄与量を反映することがこれまでの研究から分かっていたが、その寄与量と塩素量の間に相関があることを見出した。このことは、過去の海洋地殻物質がマントルに沈み込む際に海水の塩素を運搬し、地球表層とマントルの間で大規模な塩素循環を起こしていたことを意味する。海水からマントルへ塩素を運搬する働きは、地球表層の塩素量を調節し、生命の進化にも多大な影響を及ぼしていたことを考察し、学術論文として公表した。また、上記の塩素以外の元素・成分に関する論文と、ラマン分光、マイクロX線CT、二次イオン質量分析計を組み合わせてメルト包有物中の二酸化炭素総量を測定する技術に関する論文を準備した。また、同様の研究を他のテクトニックセッティングに産する玄武岩の研究に応用するために、試料の準備を行った。今年度に計画していた項目はおおむね実施することができた。三年計画の二年目でメルト包有物の均質化と各種局所化学分析をルーチン的に進めていくことが可能となり、その結果最初の分析対象とした南太平洋ライババエ島の海洋島玄武岩のメルト包有物分析を完了することができた。分析データのうち塩素に関する解析を行い、Nature Communications誌上において成果を公表することができた。他の元素・成分のデータを用いた論文と、メルト包有物の総二酸化炭素量を求める新手法に関する論文も準備が進んだ。これらのルーチン化された手法を用いて、他の海洋島玄武岩、島弧玄武岩、海台玄武岩等異なるテクトニックセッティングに産する玄武岩の比較研究を行うための試料準備も順調に進んだ。メルト包有物の均質化装置については、加熱ステージ内のヒーターの形状を変更して試料の均質化をより容易にするために、軽微な改良を施す予定である。これは二年度目の早い段階で完成させる予定である。
民間連携型の開発支援と効果に関する研究

本研究では、日本と欧米ドナーの民間連携型の開発支援のアプローチや事例、開発効果の考え方を比較分析し、国際社会が合意した「持続可能な開発目標(SDGs)」達成に向けた、日本の開発協力への示唆を導いた。日本は製造業立国として、自国企業の技術を活用した途上国の開発課題の解決や、リンケージ構築による地場の裾野産業育成への貢献を中心に取り組んでいる。こうした取組の有効性を高めるうえで、ODA事業の現場との連携は重要である。一方、欧米ドナーは近年グローバル企業と連携して繊維縫製業等のサプライチェーン・マネジメントの持続性・包摂性を高める国際プラットフォームを構築しており、日本もこの動きを注目すべきである。本研究の目的は、途上国や新興国に流れる民間資金の急増、開発における企業の役割の重要性の拡大等をうけて、近年、国際社会で関心が高まっている民間連携型の開発協力に焦点をあて、日本を含む主要ドナーの支援内容やアプローチ、開発効果の考え方を比較分析することにある。そして、企業と開発援助関係者との連携方法や開発効果の測定を含め、「ポストMDGs」時代の国際援助の枠組みと日本のODA制度設計への示唆を考察する。2013年度は、民間連携型の開発支援として、BOPビジネスと中小企業の海外展開支援に焦点をあて、既存研究のレビュー、主要ドナーの取組に関する情報収集、アフリカにおける民間連携の事例に関する情報収集を行った。方法としては、研究会開催、専門家による基礎情報収集調査、エチオピア・ケニア現地調査を実施した。具体的には、1日本の開発支援における民間連携の現状と支援メニューに関する基礎情報収集、2BOPビジネスについては、エチオピア・ケニア現地調査を通じた現状把握と事例収集、JICAによる開発効果向上のための評価手法の検討委員会を通じた知見の蓄積、3中小企業の海外展開支援については、本学、及びものづくり中小企業のアジア進出支援に積極的に取組んでいる関西地域のシンクタンク(財)アジア太平洋研究所との連携による研究会の開催(東京と大阪をあわせて計7回)と報告書の執筆、4ドイツ・英国の開発支援と民間連携に関する基礎情報収集調査(英国在住の専門家と連携)等に取組んだ。そして、14で得られた情報・知見をふまえて、日本における民間連携型の開発支援を考察する枠組ペーパーを執筆した(和文・英文)。2014年度は、民間連携型の開発支援として引き続き、BOPビジネスと中小企業の海外展開支援を中心に、主要ドナーの取組に関する情報収集、アジアにおける民間連携の事例に関する情報収集を行い、論文や本原稿の執筆を行った。方法としては、研究会開催と現地調査、専門家からのヒアリングを組み合わせて実施した。具体的には、1英国・ドイツ現地調査を通じたBOPビジネスや中小企業の海外展開支援の取組に関する情報収集を行ったほか、2ベトナム現地調査を通じた日本の取組に関する基礎情報収集、3中小企業の海外展開支援については、(財)アジア太平洋研究所との連携による研究会・公開セミナー開催(東京と大阪で計3回)等に取り組んだ。平行して、2014年度に策定された新・開発協力大綱において、外務省のODA大綱見直し有識者懇談会委員として参加し、民間連携の観点を含めてインプットを行った。そして、13で得られた情報・知見をふまえて、日本のODA政策と民間連携に関するGRIPS Discussion Paper(英文)を執筆したほか、中小企業の海外展開に関する書籍(和文)の執筆を進めた。2015年度においては、前年度と同様、専門家からのヒアリング、文献レビューや研究会、現地調査を組み合わせて取り組むとともに、第1・2年次の調査研究成果をもとに発信活動を強化した。具体的には、欧州の国際会議(ストックホルム、ロンドン)での発表、民間連携型の開発支援の中で近年注目を集めている社会的投資に焦点をあてたセミナー開催、さらに海外(ドイツ)専門家を招聘して日本の専門家とともに民間連携型の開発支援の国際比較セミナーを開催した。また、第1・2年次の研究成果の一部を編纂して、日本が近年ODAを動員して取り組み始めた中小企業の海外展開支援の効果を高める方策を論じた書籍の刊行(中小企業の海外進出戦略と支援策)や、コミュニティビジネスの視点を取り入れた論文執筆を行った。民間連携型の開発支援の国際比較調査を継続するとともに、発信活動を強化し、欧州の国際会議での発表、内外の専門家を招聘した日本での公開セミナー等を開催した。加えて、成果の一部を編纂して書籍として刊行することができた。

そして、企業と開発援助関係者との連携方法や開発効果の測定を含め、「ポストMDGs」時代の国際援助の枠組みと日本のODA制度設計への示唆を考察する。最終年である2016年度は、以下のとおり、成果とりまとめと提言作成、国際セミナーを通じた対外発信に注力した。さらに、成果を実践に活かす観点から、国際協力機構(JICA)による民間連携型事業の開発効果モニタリング調査に協力した。第1に、2015年に策定された持続可能な開発目標(SDGs)と日本政府の開発協力大綱の新枠組を念頭において、今までの研究成果にもとづき日本の取り組む方向性として、ネットワーク型開発協力を唱えた英語論文を作成し、書籍の一部として出版した。本学において編著者である欧州(スウェーデン:European Institute of Japanese Studies)の研究者と共同で国際セミナーを開催し、成果を発信した。第2に、民間連携型の開発支援の効果を高める方策の一つとして知日産業人材のネットワーク化に焦点をあて、(一財)アジア太平洋研究所(APIR)と共同でアジアの知日人材を招聘した研究会とセミナーを開催し、報告書と提言をまとめた。第3に、JICAによるBOPビジネスと中小企業の海外展開支援という2種類の民間連携事業を対象に事後モニタリング調査を行い(ラオス、ミャンマー)、開発効果の検証方法について具体的な提言を行った。本研究では、日本と欧米ドナーの民間連携型の開発支援のアプローチや事例、開発効果の考え方を比較分析し、国際社会が合意した「持続可能な開発目標(SDGs)」達成に向けた、日本の開発協力への示唆を導いた。日本は製造業立国として、自国企業の技術を活用した途上国の開発課題の解決や、リンケージ構築による地場の裾野産業育成への貢献を中心に取り組んでいる。こうした取組の有効性を高めるうえで、ODA事業の現場との連携は重要である。一方、欧米ドナーは近年グローバル企業と連携して繊維縫製業等のサプライチェーン・マネジメントの持続性・包摂性を高める国際プラットフォームを構築しており、日本もこの動きを注目すべきである。民間連携で特徴的な取組をしている英国・ドイツにおける現地調査、ベトナム現地調査、中小企業の海外展開支援に関する研究会開催や多様なステークホルダーとの連携(地方自治体や支援機関を含む)において、予定どおり進めることができた。また、201314年度の取組にもとづき、Discussion Paperを発表したほか、書籍出版にむけた作業を始めることができた。次年度は最終年であるので、日本のODA・開発協力の制度設計への示唆を含め、政策提言活動を強化していく。国内における研究会を継続するとともに、海外の研究者と共同で、日本のODA・開発協力についての提言を盛り込んだ論文執筆や発信セミナーを計画している。28年度が最終年度であるため、記入しない。国際開発研究引き続き、専門家からのヒアリング、研究会、現地調査を組み合わせて研究に取組むとともに、第12年次の活動をふまえて、内外への発信活動を開始していく。
少子高齢化社会における租税・社会保障政策とその世代間厚生に及ぼす影響の分析

日本の少子高齢化の進行が既存の税制・社会保障制度の持続可能性に及ぼす影響の分析については、8月以降、関連データの収集加工を始めおり、現在、異質な家計からなる一般均衡世代重複モデルの構築及びカリブレーションのためのプログラミングを進めている最中である。日本の少子高齢化の進行が既存の税制・社会保障制度の持続可能性に及ぼす影響の分析については、2018年以降、関連データの収集加工を始め、異質な家計からなる一般均衡世代重複モデルの構築及びカリブレーションのためのプログラミングを進めている最中である。この分析はまだ学外の研究機関や学会で中間報告ができる段階には至っていないが、2019年夏頃には暫定的な分析結果をまとめる予定である。日本の将来人口推計を異質な家計からなる動学一般均衡・世代重複モデルに組み込み、少子高齢化の下での日本経済、主にマクロ経済と政府財政収支、の長期的な推移を予測し、同様な手法を用いて推計した米国の長期予測と比較しながら、日本の少子高齢化の特徴を明らかにする。この結果を学会で報告するとともに論文にまとめる。さらに上の結果を踏まえて、公的年金保険を「持続可能」にするための改革案を比較検討する。この場合、個々の改革案が長期的な経済成長に及ぼす影響を試算するだけでなく、改革案が労働供給、例えば退職年齢、や老後のための貯蓄行動に及ぼす影響を考慮し、最終的に改革案が所得・資産階層や年齢コーホートが異なる家計にそれぞれどのような影響をもたらすかを明らかにする。
プレート境界デコルマ帯における大規模海底地殻変動メカニズムの解明

近年多発する地震津波につながるプレート境界デコルマ帯の不安定性挙動の原因が,粘土鉱物の変質に伴い発生する“水"であると考えられている.本研究は,粘土鉱物の変質を考慮できる数値解析手法を提案することで,粘土鉱物の変質と地殻変動の関係について検討し,デコルマ帯における大規模海底地殻変動メカニズムを解明することを研究目的とする.当該年度では,鉱物の変質を表現可能な数理モデルを提案し,土/水/気体連成問題として整理した.変質作用としてスメクタイトのイライト化に伴う相変化モデル及び摩擦特性及びダイレイタンシー特性変化を表現できる構成モデルを提案した.提案した数理モデルを組み込んだ解析プログラムを用いて,鉱物の変質に関する既往の実験を模擬したシミュレーションを行い,実験結果と解析結果の比較検討をすることで,数理モデルの妥当性を確認した.また,デコルマ帯における応力状態を正確に把握するため,海底地盤からのサンプリングから室内試験に至る過程をシミュレートし,採取試料の乱れが室内試験結果に及ぼす影響について定量的に調べた.その結果,大深度から試料を採取すると,採取過程で試料が不飽和化し,サンプリング試料を用いた力学試験結果では原位置強度を正確に把握することができないことが分かった.本研究は,これまで個別に研究されてきたこれらの研究を踏襲し,モデル化・数値解析を通して,地盤工学と,理学・化学といった多種多様な分野を統合しようとするものである.各現象を総合的に評価するシミュレータの開発を行うことで,既存の研究を整理できるだけでなく,今までの議論に必要不可欠であった未解明事項を補うことができたといえる.電子顕微鏡を用いて各粘土鉱物の間隙について調べた結果,間隙体積が顕著に異なることが分かった.また,せん断試験結果からは,摩擦特性及びダイレイタンシー特性が異なることが分かった.これらのことから,変質作用としてスメクタイトのイライト化に伴う相変化モデル及び摩擦特性及びダイレイタンシー特性変化を表現できる構成モデルを提案した.また,提案した数理モデルを解析プログラムに組み込むことができた.次に,サンプリングに伴う採取試料の飽和度変化及び応力変化について定量的に調べることで,原位置応力状態を正確に把握することができる最適な試験方法について検討した.その結果,間隙水中には多くの溶存気体を含むため,溶存気体の気化による採取試料の不飽和化が生じることが分かった.採取試料が不飽和状態であると室内試験結果に大きく影響を及ぼし,原位置の応力状態や強度を誤って評価してしまう.そこで,サンプリング後の応力状態を初期値として一軸圧縮試験シミュレーションを行ったところ,特に水深及び海底深度の深い試料は,過圧密化及び不飽和化が強度増加に及ぼす影響が有効応力減少による強度低下に及ぼす影響を上回り,原位置強度を過大に評価してしまうことが分かった.このように,数理モデルの提案及びサンプリング時の応力変化について当初の計画通りに研究を進めることができたため,進捗状況はおおむね順調に進展していると評価した.さらに,当該年度で実施した研究成果を論文で発表することができた。今後は,変質しながらせん断作用を受けた場合の力学挙動について調べるため,構築したモデルを用いて要素シミュレーションを行う.次に,想定し得るプレート沈み込み速度及び変質速度の違いによる影響についてのケーススタディを行う.このとき,今年度の検討結果を踏まえて,実際にデコルマ帯から採取された試料を用いた力学試験結果の解釈を行い,数値解析における初期応力条件を決定する.また,実際にプレート沈み込みによるせん断作用を受ける海底地殻を想定し,変質とせん断に加え,堆積断層の自重圧密についても考慮した数値解析を行うことで,海底地殻における力学挙動がどのように大規模海底地殻変動に繋がるか検討し,両者の関係性について解明する.また,原位置応力状態を把握するために最適なサンプリング方法及び室内試験方法についても検討を行う.このとき,数値シミュレーションだけでは妥当性について評価することが難しいため,既往のサンプリング試料を用いた実験結果などの再現解析を行う.室内試験としては,今年度に検討した一軸圧縮試験に加え,三軸圧縮試験を検討予定であり,再圧縮に用いる圧密圧力が課題になると考えている.近年多発する地震津波につながるプレート境界デコルマ帯の不安定性挙動の原因が,粘土鉱物の変質に伴い発生する“水"であると考えられている.本研究は,粘土鉱物の変質を考慮できる数値解析手法を提案することで,粘土鉱物の変質と地殻変動の関係について検討し,デコルマ帯における大規模海底地殻変動メカニズムを解明することを研究目的とする.当該年度では,鉱物の変質を表現可能な数理モデルを提案し,土/水/気体連成問題として整理した.変質作用としてスメクタイトのイライト化に伴う相変化モデル及び摩擦特性及びダイレイタンシー特性変化を表現できる構成モデルを提案した.提案した数理モデルを組み込んだ解析プログラムを用いて,鉱物の変質に関する既往の実験を模擬したシミュレーションを行い,実験結果と解析結果の比較検討をすることで,数理モデルの妥当性を確認した.また,デコルマ帯における応力状態を正確に把握するため,海底地盤からのサンプリングから室内試験に至る過程をシミュレートし,採取試料の乱れが室内試験結果に及ぼす影響について定量的に調べた.その結果,大深度から試料を採取すると,採取過程で試料が不飽和化し,サンプリング試料を用いた力学試験結果では原位置強度を正確に把握することができないことが分かった.本研究は,これまで個別に研究されてきたこれらの研究を踏襲し,モデル化・数値解析を通して,地盤工学と,理学・化学といった多種多様な分野を統合しようとするものである.

各現象を総合的に評価するシミュレータの開発を行うことで,既存の研究を整理できるだけでなく,今までの議論に必要不可欠であった未解明事項を補うことができたといえる.電子顕微鏡を用いて各粘土鉱物の間隙について調べた結果,間隙体積が顕著に異なることが分かった.また,せん断試験結果からは,摩擦特性及びダイレイタンシー特性が異なることが分かった.これらのことから,変質作用としてスメクタイトのイライト化に伴う相変化モデル及び摩擦特性及びダイレイタンシー特性変化を表現できる構成モデルを提案した.また,提案した数理モデルを解析プログラムに組み込むことができた.次に,サンプリングに伴う採取試料の飽和度変化及び応力変化について定量的に調べることで,原位置応力状態を正確に把握することができる最適な試験方法について検討した.その結果,間隙水中には多くの溶存気体を含むため,溶存気体の気化による採取試料の不飽和化が生じることが分かった.採取試料が不飽和状態であると室内試験結果に大きく影響を及ぼし,原位置の応力状態や強度を誤って評価してしまう.そこで,サンプリング後の応力状態を初期値として一軸圧縮試験シミュレーションを行ったところ,特に水深及び海底深度の深い試料は,過圧密化及び不飽和化が強度増加に及ぼす影響が有効応力減少による強度低下に及ぼす影響を上回り,原位置強度を過大に評価してしまうことが分かった.このように,数理モデルの提案及びサンプリング時の応力変化について当初の計画通りに研究を進めることができたため,進捗状況はおおむね順調に進展していると評価した.さらに,当該年度で実施した研究成果を論文で発表することができた。今後は,変質しながらせん断作用を受けた場合の力学挙動について調べるため,構築したモデルを用いて要素シミュレーションを行う.次に,想定し得るプレート沈み込み速度及び変質速度の違いによる影響についてのケーススタディを行う.このとき,今年度の検討結果を踏まえて,実際にデコルマ帯から採取された試料を用いた力学試験結果の解釈を行い,数値解析における初期応力条件を決定する.また,実際にプレート沈み込みによるせん断作用を受ける海底地殻を想定し,変質とせん断に加え,堆積断層の自重圧密についても考慮した数値解析を行うことで,海底地殻における力学挙動がどのように大規模海底地殻変動に繋がるか検討し,両者の関係性について解明する.また,原位置応力状態を把握するために最適なサンプリング方法及び室内試験方法についても検討を行う.このとき,数値シミュレーションだけでは妥当性について評価することが難しいため,既往のサンプリング試料を用いた実験結果などの再現解析を行う.室内試験としては,今年度に検討した一軸圧縮試験に加え,三軸圧縮試験を検討予定であり,再圧縮に用いる圧密圧力が課題になると考えている.産前・産後休暇のため,本年度の研究機関が短くなったため差額が生じた。育児休業後,本年度で行うことができなかったサンプリング模擬実験及び数値解析に差額を使用する予定である。
自己免疫性胚中心反応の分子機序の解明と新たな自己免疫疾患治療戦略

自己免疫疾患は自身の臓器や細胞が免疫反応の標的となる疾患であり、自己と非自己を厳密に区別するはずの免疫システムの適切な機能から明らかに逸脱している。全身どの臓器も標的となり、単一の原因ではなく多因子による発症機序が存在しているため、病態メカニズムは複雑で、自己免疫疾患の診断は困難な場合があり、病因論に基づいた根本的な治療法の開発には至っていないのが現状である。本研究では、シェーグレン症候群の疾患モデルなどを、自己免疫性胚中心反応という新たな概念を提唱するとともに、その詳細な機構を明らかにし、病態と自己抗体の新たな関係を解明することが大きな目的であり、これまで診断の一助として考えられてきた自己抗体の新たな役割を見出すことによって、病態・病因に即した画期的な診断法の開発あるいは根治療法の開発につながる可能性が十分にある。本研究では、シェーグレン症候群の疾患モデルを用い、胚中心反応に関与する免疫担当細胞の機能を詳細に検討したところ、Tfh細胞ならびにGCB細胞の細胞数がモデルマウスで対照マウスに比較して優位に高くなっていた。また、抗CD20抗体をシェーグレンモデルマウスに投与することにより、胚中心反応を抑制するとともに、自己免疫病変の抑制も可能であった。さらに、モデルマウスのTfh細胞の機能に重要な分子に関して網羅的遺伝子解析にて探索したところ、Tfh細胞の分化に重要な因子であるAscl2などの発現が亢進していた。現在、Bcl6 floxマウスとCD4Creマウスを掛け合わせることによって、Tfh細胞の最終分化を抑制できる系を用いてAscl2の機能解析と自己免疫疾患の発症との関連性を検討中である。国内外での学会発表を勢力的に実施している。また、林分作成に関しても準備を進めている。平成30年度には、7本の欧文原著(査読あり)とともに、邦文著書1本、和文総説を3本公表している。さらに、国際シェーグレン学会、日本病理学会のシンポジウム、各学会での特別講演の演者を務めた。また、国内学会発表においても日本病理学会、日本免疫学会、日本シェーグレン症候群学会などで発表している。ほとんどの業績が、本研究と関連する内容である。以上のことから、当初計画していた内容に加えて本研究をさらに発展できるような研究業績をあげており、おおむね順調に進んでいるものと考えられる。自己免疫疾患の発症には様々な因子が複雑に関連していることが知られており、一つの因子でその病態を説明することは困難である。そのため、本研究でも多角的な観点から様々な研究手法を用いて解析を進めていく予定である。すでに、シェーグレン症候群モデルでのGCB及びTfh細胞数は対照マウスに比較して有意に増加することが明らかにされた。さらに、実際の自己免疫疾患患者サンプルを用いて疾患モデルで得られた知見を詳細に検証することによって臨床応用を目指したトランスレーショナルリサーチに移行する予定である。自己免疫疾患モデル(シェーグレン症候群モデル)と対照マウスを用いて、自己免疫モデルにおける各分化段階のB細胞及び形質細胞、T細胞、樹状細胞における発現遺伝子を網羅的解析によって自己免疫性GC反応関連遺伝子群を抽出しは完了しており、それらの自己免疫疾患の発症における機能的役割を探索する作業に着手している。加えて、免疫グロブリンの遺伝子再構成、体細胞超変異、クラススイッチ組み換えなど重要な免疫現象を種々の方法にて検討する予定である。自己抗体の産生機構の解明とともに、自己抗体の生体内での役割を検討する。抗体の役割には抗原の中和作用、オプソニン化、細胞溶解、炎症誘発などが報告されている。一方、自己抗体の機能に関しての報告は乏しいことから、各自己免疫疾患モデル血清から自己抗体を精製単離し、免疫細胞分画への影響をin vitroで解析するとともに、標識した自己抗体をin vivoに投与することによって、生体内での自己抗体の役割を解明する。また、最終的には、自己免疫疾患の病態と自己抗体の役割を明らかにすることによって、自己抗体を用いた新たな診断・治療法を目指した臨床応用研究に発展させる予定である。現在、Bcl6 floxマウスとCD

4Creマウスを掛け合わせることによって、Tfh細胞の最終分化を抑制できる系を用いてAscl2の機能解析と自己免疫疾患の発症との関連性を検討中である。国内外での学会発表を勢力的に実施している。また、林分作成に関しても準備を進めている。平成30年度には、7本の欧文原著(査読あり)とともに、邦文著書1本、和文総説を3本公表している。さらに、国際シェーグレン学会、日本病理学会のシンポジウム、各学会での特別講演の演者を務めた。また、国内学会発表においても日本病理学会、日本免疫学会、日本シェーグレン症候群学会などで発表している。ほとんどの業績が、本研究と関連する内容である。以上のことから、当初計画していた内容に加えて本研究をさらに発展できるような研究業績をあげており、おおむね順調に進んでいるものと考えられる。自己免疫疾患の発症には様々な因子が複雑に関連していることが知られており、一つの因子でその病態を説明することは困難である。そのため、本研究でも多角的な観点から様々な研究手法を用いて解析を進めていく予定である。すでに、シェーグレン症候群モデルでのGCB及びTfh細胞数は対照マウスに比較して有意に増加することが明らかにされた。さらに、実際の自己免疫疾患患者サンプルを用いて疾患モデルで得られた知見を詳細に検証することによって臨床応用を目指したトランスレーショナルリサーチに移行する予定である。自己免疫疾患モデル(シェーグレン症候群モデル)と対照マウスを用いて、自己免疫モデルにおける各分化段階のB細胞及び形質細胞、T細胞、樹状細胞における発現遺伝子を網羅的解析によって自己免疫性GC反応関連遺伝子群を抽出しは完了しており、それらの自己免疫疾患の発症における機能的役割を探索する作業に着手している。加えて、免疫グロブリンの遺伝子再構成、体細胞超変異、クラススイッチ組み換えなど重要な免疫現象を種々の方法にて検討する予定である。自己抗体の産生機構の解明とともに、自己抗体の生体内での役割を検討する。抗体の役割には抗原の中和作用、オプソニン化、細胞溶解、炎症誘発などが報告されている。一方、自己抗体の機能に関しての報告は乏しいことから、各自己免疫疾患モデル血清から自己抗体を精製単離し、免疫細胞分画への影響をin vitroで解析するとともに、標識した自己抗体をin vivoに投与することによって、生体内での自己抗体の役割を解明する。また、最終的には、自己免疫疾患の病態と自己抗体の役割を明らかにすることによって、自己抗体を用いた新たな診断・治療法を目指した臨床応用研究に発展させる予定である。次年度にコンディショナルノックアウトマウスを用いた実験を進める必要があるため、マウス実験への支出を優先する目的があった。
複雑な境界形状に対応できる流体シミュレーション技術の確立

コンピュータグラフィックス(CG)分野では水のような液体の挙動をアニメーションとして生成する際に,流体シミュレーション手法の一種である粒子法が計算コストの低さや並列計算との親和性の高さからよく用いられている.本研究では粒子法とCG分野で一般的に用いられているポリゴンモデル等の表現方法の違いによるギャップを,粒子法の改良により埋めることで,固体と液体の混成シミュレーションにおける精度と計算効率を向上させ,より複雑な現実世界の自然現象にコンピュータシミュレーションを可能とすることを目的としている.本年度は昨年度提案した境界形状付近の流体粒子位置に合わせて境界内の粒子の位置を変動させる動的な境界粒子配置手法の実験を行い,その有効性を確かめるとともに,固体だけでなく複数の液体や気体や液体を扱う場合にその境界における計算を安定して行う手法も開発した.密度の異なる液体の表面において粒子法による密度をそのまま用いると粒子分布が不均一になり,計算の正確性と安定性が低下する.これを解決する手法として近傍粒子の数に基づく粒子数密度という概念を用いる従来手法を導入し,その問題点であった非圧縮性を同時に解決できるMultiIISPHと呼ぶ方法を新たに提案し,固体を含めて複数種類の液体の境界が存在する様な複雑なシーンでも安定した計算が可能であることを実験で確かめた.この研究成果はCG分野の著名な国際会議であるSIGGRAPH Asia 2018でポスター発表するとともに,情報処理学会英文論文誌にも投稿中である.また,粒子法とポリゴンモデルのインタラクションによるシミュレーションとして粒子法による大規模な波のシミュレーションとメッシュモデルによる地形生成を組み合わせることで新しい海岸地形生成手法も開発した.この成果は画像電子学会論文誌に投稿し,採択された.本研究では流体のリアルタイムシミュレーション手法である粒子法とコンピュータグラフィックス分野で一般的に用いられているポリゴンモデルや曲面モデルの間の表現方法の違いによるギャップを,粒子法の改良により埋めることで,混成シミュレーションにおける精度と計算効率を向上させ,より複雑な境界形状を持つ現実世界の自然現象のコンピュータシミュレーションを可能とすることを目的としている.本年度は本研究の基礎となる重み付きボロノイ分割を用いた流体粒子領域の生成と既存手法でも行われていた領域体積を保存する方法を実装し,その有効性を確かめた.ボロノイ分割を用いた方法は球形の粒子を用いて境界形状を近似する従来の方法に比べて多面体形状の領域を持つため,コンピュータグラフィックス分野の形状表現に一般的に用いられているポリゴンによる境界に対して高い親和性を持ち,より高い精度でのシミュレーションが可能となると考えられる.また,研究結果の検証のために体積保存条件に加えて,速度場に対して発散なし条件を加えた手法も実装した.さらにボロノイ分割による領域分けは流体シミュレーションだけでなく剛体の破壊表現にも応用でき,それについても研究を行い情報処理学会全国大会において発表を行った.本年度は提案法の基礎となる部分と比較となる既存手法の開発を行ったので,来年度以降でこれらの比較および提案法の精度をより高めるための改良を引き続き行っていく.提案手法の基礎となる領域分割による流体シミュレーションの開発は順調に進んでおり,また,比較のための既存手法の実装についても完了している.全体の目標である複雑な境界での精度向上についてはまだ検証に至っていないが本年度開発した技術をベースとすることで今後達成可能であると考えられる.コンピュータグラフィックス(CG)分野では水のような液体の挙動をアニメーションとして生成する際に,流体シミュレーション手法の一種である粒子法が計算コストの低さや並列計算との親和性の高さからよく用いられている.本研究では粒子法とCG分野で一般的に用いられているポリゴンモデル等の表現方法の違いによるギャップを,粒子法の改良により埋めることで,固体と液体の混成シミュレーションにおける精度と計算効率を向上させ,より複雑な現実世界の自然現象にコンピュータシミュレーションを可能とすることを目的としている.本年度は昨年度開発した重み付きボロノイ分割による流体粒子領域の生成とそれを用いた体積保存性と発散無し条件を考慮したシミュレータに対して,従来の境界粒子を用いた方法を予備実験として試行し,その結果として固定した境界粒子では境界形状に沿った流体粒子の動きとはならないことが分かった.そのため,境界形状付近の流体粒子位置に合わせて境界内の粒子の位置を変動させる動的な境界粒子配置手法を開発し,従来の固定した境界粒子を用いる方法と比べて,境界形状に沿った流体の動きを再現することが可能であることを確かめた.ただ,複雑な形状,特に凸形状の先端などを正確に再現することは現状の手法では難しく,それを解決するために境界粒子配置の最適化やノンフォトリアリスティックレンダリング分野で用いられているエッジ保存ボロノイ分割を用いた境界付近の流体粒子配置の最適化手法を提案し,実験を進めている.さらに現実世界の複雑な流体現象として化学的な変化を伴う炎のシミュレーションについても固体燃料との相互作用を含めた粒子法を用いたリアルタイムシミュレーション手法を開発し,その成果を情報処理学会の研究会で発表した.提案手法自体の開発はいくつか問題点が出てきたものの,それらの解決策も見つかっており,最終的な目標である複雑な形状における精度向上もいくつかの実験において従来手法と比べて開発した手法がより境界形状にフィットすることが確かめられており,おおむね順調に進んでいると考える.コンピュータグラフィックス(CG)分野では水のような液体の挙動をアニメーションとして生成する際に,流体シミュレーション手法の一種である粒子法が計算コストの低さや並列計算との親和性の高さからよく用いられている.本研究では粒子法とCG分野で一般的に用いられているポリゴンモデル等の表現方法の違いによるギャップを,粒子法の改良により埋めることで,固体と液体の混成シミュレーションにおける精度と計算効率を向上させ,より複雑な現実世界の自然現象にコンピュータシミュレーションを可能とすることを目的としている.

本年度は昨年度提案した境界形状付近の流体粒子位置に合わせて境界内の粒子の位置を変動させる動的な境界粒子配置手法の実験を行い,その有効性を確かめるとともに,固体だけでなく複数の液体や気体や液体を扱う場合にその境界における計算を安定して行う手法も開発した.密度の異なる液体の表面において粒子法による密度をそのまま用いると粒子分布が不均一になり,計算の正確性と安定性が低下する.これを解決する手法として近傍粒子の数に基づく粒子数密度という概念を用いる従来手法を導入し,その問題点であった非圧縮性を同時に解決できるMultiIISPHと呼ぶ方法を新たに提案し,固体を含めて複数種類の液体の境界が存在する様な複雑なシーンでも安定した計算が可能であることを実験で確かめた.この研究成果はCG分野の著名な国際会議であるSIGGRAPH Asia 2018でポスター発表するとともに,情報処理学会英文論文誌にも投稿中である.また,粒子法とポリゴンモデルのインタラクションによるシミュレーションとして粒子法による大規模な波のシミュレーションとメッシュモデルによる地形生成を組み合わせることで新しい海岸地形生成手法も開発した.この成果は画像電子学会論文誌に投稿し,採択された.現在実装済みのものは単純なボロノイ分割による領域分けであり,境界形状を考慮に入れられていないため,今後の研究ではこの点について研究を進めていく.また,液体シミュレーションを行うために自由表面境界やCAD/CAMの分野で一般的な形状表現であるスプライン曲線・曲面への拡張についても検討していく.より複雑な境界形状においてもさらに精度を向上させるために,画像処理分野など他分野で開発されたボロノイ分割手法を取り入れて,研究を進めていく.また,実際に現実世界の物体を3Dスキャナ等で取り込み,それを用いた実験も行っていく.購入を予定していたグラフィックボード等の機器の価格下落のため国内出張経費等に使用する
QCDにおける閉じ込め機構と双対性

研究目的と実施計画に沿って、高エネルギー研究所のSR8000共同利用計画及び理化学研究所のVPP700共同利用計画に採択され、以下の研究を実施した。(1)O(a)improved cloverfermion作用でのfull QCDの計算機シミュレーションをはじめた。Full QCD真空におけるものポールなどのトポロジーの役割の研究で、ドイツのDESY,モスクワのITEPのグループとの共同研究である。金沢グループは、SR8000で有限温度系のシミュレーションデータを取っている。すでに、quench近似での結果と顕著な違いが発見されてきている。(2)pure SU(3)QCD:拘束つきのmonopole current3本のeffectvie actionを決定した。またクォーク間の静的ポテンシヤル、string tension、glueball massの値を計算した。(3)Gauge(in)dependence of abelian dominance:2種類のblockspin変換といくつかのゲージ固定の場合で調べた。(4)SU(2)理論のsimulationsを行い、Abrikosov Vortexの周りのelectricfield, monopoleの分布を測定し、双対マイスナー効果による閉じ込め描像から予言される結果を得た。(5)DGL理論のsimulations : Abrikosov Vortexの周りのelectricfield, monopoleの分布を測定し、QCDですでに測定されているデータとほぼ一致する結果を得た。(6)有限温度QCD:非等方格子で測定をし、連続極限でのモノポール作用を導いた。高温非閉じ込め相でこの4次元のモノポール作用が、3次元Georgi-Glashow modelでlattice上で得られるinstanton actionとよく一致していることや高温相ではモノポールがクーロン気体で記述されることを発見した。(7)連統理論でのクーロン気体でのinstanton actionからブロツキングで格子上での作用を理論的に導き上記のシミュレーションの結果と比較したところ、よい一致を得た。高温相では非摂動効果が時間方向のモノポールのクーロン気体でよく記述されることがわかった。研究目的と実施計画にそって高エネルギー研(KEK)のVPP500と理化学研究所のVPP700共同利用計画に採用され以下の研究を行った。(1)SU(2)QCDでこれまでに得られたmonopole actionから完全作用と完全演算子のパラメターを決め、string modelの形でstrong coupling展開が出来る領域で弦定数やグルーボール質量を解析的に計算した。(2)SU(3)PureQCDの2本の独立なmonopole currentに対するmonopole actionを、2次、4次、6次の相互作用項を入れた形で求めた。その結果、Block-Spin変換によりスケールしたmonopole actionが得られた。SU(2)と同様に、弦定数やグルーボール質量を解析的に計算した。(3)確率的ゲージ固定法という新しい方法で、モノポール描像のゲージ依存性を調べた。その結果、MAゲージ以外でもアーベリアンドミナンスやモノポールドミナンスといった重要な現象が見られることがわかった。(4)QCDの真空が、デュアルな可換ヒッグス理論で記述されることを、解析的な計算とシミュレーションとを比較して示した。以上の結果は、日本物理学会、Lattice'99の国際会議で発表され、論文としても出版されるか投稿中である。(1)SU

(2)QCDで最近得られたmonopole actionを用いて物理量の評価を行なった。完全演算子を構成し回転対称性を示した。(2)SU(3)QCDで拘束つきのmonopole current3本のeffective actionを決定した。またクォーク間の静的ポテンシャル、string tension、glueball massの値を計算した。(5)DGL理論のsimulationsを行い、Abrikosov Vortexの周りのelectricfield,monopoleの分布を測定し、QCDですでに測定されているWuppertalグループのデータを比較を行った。以上の結果は、日本物理学会、国際会議、研究会などで発表され、論文としてすでにいくつか掲載されているか投稿中である。研究目的と実施計画に沿って、高エネルギー研究所のSR8000共同利用計画及び理化学研究所のVPP700共同利用計画に採択され、以下の研究を実施した。1)0(a)improved cloverfermion作用でのfull QCDの計算機シミュレーションをはじめた。Full QCD真空におけるものポールなどのトポロジーの役割の研究で、ドイツのDESY,モスクワのITEPのグループとの共同研究である。金沢グループは、SR8000で有限温度系のシミュレーションデータを取っている。すでに、quench近似での結果と顕著な違いが発見されてきており、一部は国際会議で発表された。3)SU(2)有限温度系で非等方格子を用いて、連続極限でのモノポール作用を導いた。高温非閉じ込め相でこの4次元のモノポール作用が、3次元Georgi-Glashow modelでlattice上で得られるinstanton actionとよく一致していることや高温相ではモノポールがクーロン気体で記述されることを発見した。4)連続理論でのクーロン気体でのinstanton actionからブロッキングで格子上での作用を理論的に導き上記のシミュレーションの結果と比較したところ、よい一致を得た。高温相では非摂動効果が時間方向のモノポールのクーロン気体でよく記述されることがわかった。5)SU(2)理論のsimulationsを行い、Abrikosov Vortexの周りのelectricfield, monopoleの分布を測定し、双対マイスナー効果による閉じ込め描像から予言される結果を得た。
長下肢装具用の高意匠でしなやかなCFRP製板ばね・弾性ヒンジの設計開発と評価

装具装着者が病院でのリハビリ期間を終了後にも継続して自分の力で歩きたいという心理・身体面の充足が期待できる長下肢装具を開発することを目指す。ここでは、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の軽量かつ高弾性な材料特性を活かして、長下肢装具に適用可能なCFRP製U字板ばね・弾性ヒンジを設計開発する。
細胞膜から核へのインフォメーションフローに関する総合的研究

重点領域の発足に向けて、「細胞膜から核へのインフォメーションフローの機構」に関連する分野の調査研究を分担して行った。特に、研究対象としてどのような実験系を選ぶべきか、また、有効な研究手法は何かとしう点に重点を置いて、種々の調査と討論を行った。その結果、脳神経系を対象とすることが重要かつ適切であるとの意見の一致をみた。そのための有用な研究手法について調査を行い、種々のイメージング生理学の手法(PET、光学顕微鏡等を含む)に分子生物学・生化学・生物物理学的手法を総合的に用いることが重要であるとの結論を得た。これらの手法を総合的に用いることにより、脳の高次機能の中の「連合学習」については、そのメカニズムを細胞レベルおよび分子レベルから現在研究することが可能であるとの結論に達した。そこで、川合述史教授(自治医科大学医学部生理学教室)を紋友とし、更に綿密な調査研究を行った。平成5年1月28日-2月1日にかけて、福岡市の正晃本社ビルディング会議室及び九州大学薬学部において班会議を開催した。この間、1月29-31日には、若手・中堅の脳神経科学者を招いて、「脳機能調節機構研究の幹前線」と題するシンポジウムを開催した。これらの活動の結果、軟体動物から高等哺乳動物にまでわたる動物種に共通の連合学習のメカニズムの存在が予測されることから、これらの動物種を対象として比較分子生物学・生理学的手法により連合学習のメカニズムの探究が可能であることが浮き彫りにされた。以上の結果に基づき、川合述史班友、吉岡亨班員、工藤佳久班員、及び、桐野豊(代表者)を中心に、更に綿密な研究プロジェクトを策定し、「連合学習の比較分子生物学」と題する重点領域申請書(代表者川合述史自治医科大学教授)を作成し、2月末に文部省に提出した。
霊長類うつ病モデルを用いた「セロトニン1Bレセプター仮説」の検証

本研究は側坐核・腹側淡蒼球におけるセロトニン1Bレセプターがうつ病の病因があるとういう「セロトニン1Bレセプター仮説」を検証することが最終目標である。平成31年度は行動評価系のスクロース嗜好性テスト(SPT)を一日で3濃度(0、0.25、1.0%)が実施できるシステムを用いたデータを基に解析をさらに進めた。近交系(inbred)のげっ歯類と異なり、個体差の大きいクローズドコロニー(outbred)の霊長類を対象とすることから、スクロース濃度依存性変化パターンを示す個体をスクリーニングする手法を採用した。簡潔に述べると、スクロース濃度により飲水量が変わることに着目し、その違いをパターン化して捉え評価した。その結果、0.1 mg/kgの低用量LPS投与のスクロース水摂取量において、7頭中3頭、0.3 mg/kgの高用量LPSでは5頭の候補個体が同定された。低下率の範囲は-13%から-91%にまで及んだ。%Preferenceは投与用量別に4頭、2頭の候補が存在したが数%の低下にとどまっていた。個体別に用量・スクロース濃度ごとの変化をみることでスクロース水摂取量に低下作用を示す候補個体及び条件を見つけることができたが、%Preference指標へのLPSの明確な影響は認められなかった。また、ウイルスベクターによる遺伝子導入実験における実験環境を整えるともにウイルス投与実験のテストを実施し、MR撮像による導入時の炎症状態モニタリングの可能性を検証した。T2強調画像とFLAIRの2つが炎症状態を生存中にモニタリング可能な撮像方法である可能性が見出された。SPTに最も適した提示順序でのリポポリサッカライド(LPS)を用いた評価を行い、個体ごとの反応変化パターンに焦点を絞ったデータ解析を進めた。LPSは2用量がテストされ、0.25%スクロース水で高い低下率を示し、1%スクロース水でその低下率が抑えられる(スクロース濃度依存性)変化パターンを示す個体を選び出す手法を用いた。0.1 mg/kgの低用量LPS投与のスクロース水摂取量において、7頭中3頭の個体がスクロース濃度依存性変化パターンを示した。一方、高用量の0.3 mg/kg LPSのスクロース水摂取量では5頭の個体がスクロース濃度依存性変化パターンを示した。%Preferenceにおいては、この変化パターンを示したのは、低用量で4頭、高用量で2頭であったが、数%の低下率にとどまっていた。スクロース水摂取量への影響は強いものであったが%Preferenceには弱く、高い反応性を示した個体でもー88%の摂取量低下があったにもかかわらず%Preferenceは-6%にとどまるという結果であった。ウイルスによる遺伝子導入実験において、対象領域の物理的な障害に由来する炎症に起因した行動変化を間違って捉えることを避ける必要性があり、実験実施中の生きたままの状態でモニタリングできることが重要である。その可能性を明確にするために、ウイルス投与後に起きる炎症を含めた病変を捉えるMR撮像を検討した結果、ウイルス注入直後には検出されなかった高信号が導入遺伝子の発現により惹起された。このようなことからT2強調画像とFLAIRが炎症病変のモニタリングに適用可能であると考えられた。SPTにおけるLPSモデルの評価は進捗し、遺伝子導入実験におけるモニタリングシステムを構築したものの、他の行動指標の評価法や関連分子特異的な局所発現導入実験が遅れていることから、全体として研究が遅れている。本年度は以下の研究計画を重点的に推し進める。まず、うつ病様行動の質を重視した解析法の確立を目指す。具体的には、活動量ではなく抑うつ的な行動であるhuddlingの出現頻度の数値化を試みる。ビデオ観察を主に用い、現存のケージにおいて最適な録画方法を検討し、簡便な評価可能システムを構築するためにうつ状態を惹起する薬物であるレセルピンやLPSを投与しこの行動をスコアリング化する。次に、活動量に関しては異動前の施設に備え付けられた動画活動量計測システムが現施設では設置されていないことから、より安価な活動計を手に入れて代用するように変更する。摂餌量の測定は飼育ケージで行う必要があり、落とした餌の由来を特定可能にするためにケージ毎の仕切りを作製する。ウイルスベクターによる遺伝子導入方法に目処が立ったことから、正確に効率よく標的領域である側坐核・腹側淡蒼球にウイルスベクターを注入する技術を確かなものとし、局所的な関連分子の発現調節法を実施する。使用するベクターを作製および譲渡を依頼し導入を実施する。本研究の目的はリポポリサッカライド(LPS)の投与により、感染性のうつ状態をヒトに近縁なサルに引き起こすことで、うつ病モデルを確立し、PETイメージングや遺伝子修飾により側坐核・腹側淡蒼球における5-HT1Bレセプターとうつ状態発現の関係について明らかにすることである。平成28年度はLPS惹起性うつ病モデルの作製するための行動評価系の確立を実施した。スクロース嗜好性テストの甘味に対する選好性、摂餌量、摂水量、行動量の4つの行動指標を測定対象とし、それぞれの実験設備の構築および実際にアカゲザルに実施し最適化を図った。スクロース嗜好性テストにおいては最適なスクロース濃度を特定するために6頭を対象に8つのスクロース濃度(0.1%から3.0%の範囲内)を提示し、スクロース水の消費量および%Preferenceの算出し、濃度反応曲線を作製した。その結果、0.25%スクロース濃度よりスクロース水の消費量が濃度依存的に増加し、その増加は1.5%スクロース濃度まで続いた。