hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
先天性上肢欠損、外傷性上肢切断に対する個性適応型情報処理に基づいた筋電義手の開発

近年、筋電義手の開発競争が高まり、その基礎技術が確立されてきた。われわれは電気通信大学横井研究室の協力の下、触覚、位置覚を計測できる全方位センサの開発、母指独立動作における筋電制御装置の開発とともに、数十秒の学習時間で手指屈伸などの動作を個々人の筋電信号から教えることで個性適応型情報処理を備えた筋電義手を開発してきた。これを実際の患者に適応し特に上腕切断患者には肘関節屈伸運動を含めた6運動を可能にした義手を製作した。さらに効率の良い末梢動作を筋電義手に与える目的で断端神経を残存筋に移行させたが、現在臨床機能評価、電気生理学的評価、ADL評価で追跡中であり、今後さらに症例を重ねる予定である。今年度については手指表面のテクスチャを模倣し、全方位センサを内蔵した人工神経の開発に主眼を置き、先ずは高耐久性超弾性シリコン材料クリスタルゲルを用いて装飾用グローブを以下の様に試作、開発した。開発したグローブについては外観、耐久性、質感、柔軟性について考慮されたものであるが、特に物体把持性能の設計要件においては,Pick-and-Place実験の成功率80%以上であることを設計目標とした。安定した把持ができることを目標に、グローブの仕様を手の甲側については雛の部分を薄くすることで曲げやすくしたり指の中央部よりも指先や母指の付け根を肉厚にするなどして義手と追従し自然な曲げや掴みを行えるものとした。グローブにより筋電義手動作に対する負荷の検証実験では従来用いられてきた塩化ビニル製グローブで存在するロボットハンドに対するグローブに依存する負荷が存在するのに対して、多くの条件下でクリスタノレゲノレ製グローブを装着した際のロボットハンドへのグロープによる負荷は低く抑えられた。Pick-and-Place実験ではその成功回数でクリスタルゲル製の方が優ったが、これは伸縮性が高いことから義手に余計な負荷がかからず、手指の開閉速度が減速しないためと考えられる。これはグローブに余計な負荷がかからずロボッ卜ハンドに追従し動きを妨げないということを意味し、今後義手に用いる装飾用グローブとして有用と考えられた。今後、さらに触覚、位置感覚の識別が可能な義手を開発すべく、感覚センサの試作を進めていく。また運動系においても母指の屈伸、対立運動が可能となるような筋電識別法を構築するなど、コンプライアンスの高い義手の開発を進めていく。近年、多関節5指型筋電義手の開発競争が高まっており、各指の屈曲伸展・内外転動作および母指CM関節の対立動作、手関節の掌背屈・回内外・橈尺屈など、およそヒ卜が前腕で行うほとんどすべての精微な手指運動の再現が可能な筋骨格系の基礎技術と筋電制御の理論とコントローラ製造技術が確立されてきた。そしてわれわれは手先の運動を阻害しない柔軟な装飾用グローブの開発等をおこない、評価試験を行ってきた。今回、電気通信大学大学院情報理工学研究科横井浩史研究室を中心とした我々を含む研究グループによる外傷性上肢切断患者に対する「個々人に適応する学習機能を持った筋電義手」の臨床試験が始まった(URL: http://www.u-tokai.ac.jp/academics/undergraduate/medicine/news/detail/post_8.html)。具体的にはスマートフォンなどのタッチパネルを用いて教示されるワイヤレスの学習制御システムから構成され、数十秒の学習時間で手指の開閉や母指開閉などの動作を、個々人の筋電を使って教えることが個性適応型情報処理を可能にしたのだが、さらにこれに伴い、成人用筋電義手制作に向けて、肩離断患者用、上腕切断患者用に肘関節にも自由度を持たせ、肘関節屈伸、手関節(前腕)回内外、手指屈伸、計6運動を可能にした義手を製作し、当該患者に適応させた。また、この筋電義手の高機能化を受けて、微弱な信号や個人個人で異なる筋電の信号に対して個性適応機能を実装した筋電コントローラを内蔵することに加え、断端神経を効率良く残存筋に移行させて、その筋より筋電信号をとらせることで効率の良い末梢動作を筋電義手に与えるべく神経移行手術を上腕切断患者に施行した。現在術後経過を臨床機能評価、電気生理学的評価、ADL評価で追っているところであり、今後さらに症例を重ねる予定である。以前から筋電義手の開発研究に携わっている電気通信大学情報理工学研究科横井浩史研究室にて主に施行してきた。同研究室の支援、協力を得ながらおおむね順調に進めてきたものと思われる。手外科引き続き計画通りに人間特有の手指の基本動作、機能を有した義手を開発を進めていきたいが、被験者への意見も取り入れつつ、コンプライアンスの高い義手の開発を進めていきたいと考えている。

具体的には東海大学病院、国立成育医療研究センターとの連携を取りながら外傷性の切断肢、先天性の欠損肢へ適応し、それに合わせて機能評価なども進め、問題点を明らかにしていきたいと考えている。引き続き患者のコンプライアンスを上げるため機能的にも整容的にも人間の手指に近づいた義手の開発に主眼を置くが、被験者へ実際に使用していただく発展的な義手の作成に試行錯誤がさらに生じる可能性があるため次年度への繰越をさせていただいた。具体的な義手作成に入るため製作費、成果報告のための出張旅費に充てる予定である。
説明的文章教育カリキュラムにおけるスコープとシーケンスを設定するための指標の研究

説明的文章の読みの能力として、論理的認識力はその根幹をなすものであるとの前提に立ち、「順序」に焦点を当てて検討した。その結果、「順序」を把握する時、テクストに内在する条件によって、難度が異なることが示唆されたが、「比較」に比べると、学年段階に従った難度の違いを見いだすことが難しかった。筆者のレトリックに強く影響を受け、表現の順序が複雑化し、学年段階が見いだしにくい状況にあった。特に、小学校中学年以上の教科書教材にその傾向が顕著であった。しかし、小学校低学年においては、説明的文章のジャンルもいわゆる「説明」を目的としたものであり、時間的な順序をもとにした構成になっており、筆者のレトリック意識に「順序」が強く影響を受けていなかった。そのため、授業実践において、「順序」に関わって児童が内容や表現を認識していくとき、(1)テクストにおける論理を構成する事柄相互の位置関係、(2)挿絵などの補助資料の質およびテクストにおける位置、〓ワーキングメモリの大きさに配慮した図化方略の活用など、小学校低学年ならではのポイントをつかむことができた。この結果から、スパイラルカリキュラムを構築する際、教材の難易度をポイント(1)や(2)に関わって工夫する必要があるとともに、ポイント(3)のような指導方略をどの程度盛り込むかを考える必要があることが示唆された。今後は、ポイント(1)から、テクストの結束構造や結束性に焦点をあてた難易度の検討に進むことが必要であると考えられる。また、カナダのスパイラル型の読解カリキュラムには、Strandという概念が存在し、同類の能力について難度を高めながら繰り返し育成していくように、目標設定がなされている。このようなカリキュラムの構造に学び、テクストの結束構造や結束性に焦点をあて、目標設定について検討することが必要であると考えられる。
ワイドバンドギャップ酸窒化物の組成・アニオン配列・粒径制御と高機能化

本研究では,以下の(1)層状Sr2TaO3N酸窒化物赤色顔料,(2)青色光励起可能なCa2Si5N8:Eu2+酸窒化物蛍光体,(3)岩塩型LiTi2(O,N)4系酸窒化物電極材料に対象を絞り,酸窒化物中におけるO/N比やアニオン/カチオン比,粒子径を調整することにより特性を制御することに加え,結晶構造中における酸化物イオン,窒化物イオンの配列やその秩序配列の結果,生じる結合性の差違による電子状態の変化を解析・制御することにより,既存の酸化物の特性を凌駕する複金属酸窒化物を生み出し,またその優れた機能性をより環境に配慮した方法で実現するためのプロセスを開発した。ペロブスカイト関連K2NiF4型構造を有するSr2TaO3Nは、SrO・SrTaO2Nと表すことができることから分かるようにSrO層とSrTaO2N層が交互に積み重なった層状構造をとるが、SrO層を利用したSr2TaO3Nの他元素置換はSrTaO2Nに比べ容易に行えるため、構造歪みや光学的性質を制御し新しい機能を付与することが可能となることが期待される。しかしながらSr2TaO3Nの合成法には、原料の300h以上の長時間にわたる窒化が必要であると報告されていた。そこで本研究では、前駆体試料経由することでSr2TaO3Nのより簡便な合成条件の検討を行った。出発原料としてSr源にSrCO3、Ta源にTa2O5を用い、仕込み組成を化学量論組成あるいはそれよりもSr過剰とした(Sr/Ta= 2, 2.3, 2.5,3)。次いで1300°C, 5時間で焼成することで金属酸化物前駆体を作製した。この前駆体試料を500ml/minのNH3ガス気流中、1000°Cで窒化処理することで目的とする酸窒化物試料を得た。前駆体酸化物はSr/Ta比が2.5以下では、Sr/Ta比に依存せずSr6Ta2O10が生成していたが、Sr/Ta比の増加とともに格子定数は増加した。この酸化物前駆体を24時間窒化すると、Sr/Taが化学量論組成に近いほどSrTaO2Nが多く生成し、Sr/Taが大きいほどSr2TaO3Nが多く生成する傾向が見られたが、単一相は得られなかった。更に24時間計48時間窒化すると、化学量論組成のSr/Ta=2でほぼSr2TaO3Nの単一相が生成し、Sr/Ta比の増加とともに、不純物相であるSr(OH)2の残存量が多くなった。このとき生成しているSr2TaO3Nの格子定数は2<=Sr/Ta<=2.5で良く一致しており、前駆体を経由することで短時間で安定したSr2TaO3Nの合成に成功した。ペロブスカイト関連K2NiF4型構造を有するSr2TaO3Nは、顔料や誘電体、光触媒としての利用が期待されるSrTaO2Nに比べ報告数は圧倒的に少ない。これはこの酸窒化物の合成方法が非常に困難であることが理由の1つであるが、本研究では前駆体としてのSr6Ta2O10を経由させることで、48時間以内でかつ簡便な固相反応法・アンモニア窒化法にて安定したSr2TaO3Nの合成に成功している。このSr2TaO3Nを用いて、平成28年度以降、光学的特性の最適化や誘電体としての応用に関する研究が加速するものと期待される。なお、この合成法については現在学術論文誌に投稿中である。ペロブスカイト関連K2NiF4型構造を有するSr2TaO3Nは、岩塩型SrO層とペロブスカイト型SrTaO2N層が交互に積み重なった層状構造を取り、可視光応答光触媒や誘電体、赤色顔料としての応用が期待されている。これまでこのSr2TaO3Nの合成には、原料酸化物の300時間以上の長時間の窒化が必要と言われてきた。しかしながら、平成27年度に、酸化物前駆体としてSr6Ta2O10を利用することにより、1000°C、48時間のアンモニアによる窒化により単一相を合成できることを見出した。平成28年度には、この層状Sr2TaO3NがペロブスカイトSrTaO2Nよりもより赤い色を呈する原因について構造化学的見地から明らかにした。X線リートベルト解析より、Sr2TaO3N中の(O,N)ーTaー(O,N)結合角は180°であるのに対し、SrTaO2Nでは約10°程度小さくなっており、Taとアニオンの軌道の重なりがSr2TaO2Nの方が強いことが示唆された。即ち、Sr2TaO3Nでは共有結合性がより優勢になることによりバンドギャップの狭窄が生じ、結果としてより赤い色を呈することが考えられた。Ta(O,N)6八面体中のTaー(O,N)結合距離もSr2TaO3Nの方がSrTaO2Nに比べ0.1A程度長くなっており、イオン結合性よりも共有結合性がより有意な状況にあることが示唆された。

また、これまで赤色を呈するSr2Si5N8:Eu窒化物蛍光体は窒素加圧雰囲気下、1600°C以上の高温での焼成合成が必要とされてきた。また、原料も安定なSrの炭酸塩などは使用できず、吸湿分解性の高いSr3N2を用いる必要があった。平成28年度には、グラファイトボートを用いることにより、5%水素95%窒素混合ガス気流中1300°C焼成にてSrCO3を原料に用いたSr2Si5N8:Eu蛍光体の単一相の合成に成功した。平成27年度の懸案事項であった層状Sr2TaO3NがSrTaO2Nペロブスカイトよりもより赤色を呈する原因を構造化学的見地から明らかにすることができたとともに、赤色窒化物蛍光体として注目されているSr2Si5N8のより経済的(より安価で安定な出発原料、低い焼成温度、より簡便な合成雰囲気)な合成方法を見出すことができたため。本研究では,以下の(1)層状Sr2TaO3N酸窒化物赤色顔料,(2)青色光励起可能なCa2Si5N8:Eu2+酸窒化物蛍光体,(3)岩塩型LiTi2(O,N)4系酸窒化物電極材料に対象を絞り,酸窒化物中におけるO/N比やアニオン/カチオン比,粒子径を調整することにより特性を制御することに加え,結晶構造中における酸化物イオン,窒化物イオンの配列やその秩序配列の結果,生じる結合性の差違による電子状態の変化を解析・制御することにより,既存の酸化物の特性を凌駕する複金属酸窒化物を生み出し,またその優れた機能性をより環境に配慮した方法で実現するためのプロセスを開発した。今回我々は発光波長の半値幅が狭い緑色蛍光体の開発を目指し、Tb3+をドープしたY4SiAlO8N系蛍光体に着目した。この蛍光体は大気圧下での合成では1500°C以上の高温焼成が必要である。以前の研究で化学量論組成比よりも過剰量の原料SiO2を加えることによって容易に目的相を得られたことを報告した。そこで、本研究でもY4SiAlO8N:Tb3+蛍光体の合成の際に過剰量のSiO2を加えることによる非化学量論比での合成を試みた。Si分を化学量論比の10%過剰に加えることで、1400°CにてY4SiAlO8N:Tb3+の単一相が合成が可能なことが明らかになった。次にTb3+濃度が6%で最も緑色発光が強くなることを確認した。更にこの蛍光体に増感剤としてCe3+を共ドープしたところ発光強度が大幅に改善し、0.7%Ce3+、6%Tb3+共ドープ試料で、543 nmに最大発光強度を持つ非常にシャープ(半値全幅:11-12 nm)な実用化レベルの緑色蛍光体を開発できた。また、リチウムイオン2次電池酸化物負極材料Li4Ti5O12の更なる熱的安定性の向上と、酸化物イオンを窒化物イオンで置換することによるLiイオンの高容量化を目指し、岩塩型Li-Ti系酸窒化物に着目した。Ti/Li = 1.25の試料には酸化物のピークが存在したものの、全試料において岩塩型構造を有するLi0.34Ti0.66O0.70N0.57と類似した回折ピークを確認した。またTi/Li比が小さくなるにつれ格子定数が減少することが明らかとなった。この酸窒化物試料を用いたコイン型ハーフセルの充放電曲線を測定したところ、Ti/Li = 1.5の試料で全試料中最大である約149 mAh g-1の放電容量が得られた。平成27年度にSr2TaO3Nの合成条件については確立させたので、このSr2TaO3Nの構造解析や元素置換等による光学特性・誘電的特性の改善を図る。また、この研究と平行して行っている青色LEDで励起可能な酸窒化物蛍光体の開発については、(Ba,Sr)3Si6O12N2:EuのSi/(Ba+Sr)比を化学量論組成の2ではなくSiが過剰な3とすることによって、フラックス効果によりこれまで報告されている1400°Cの焼成温度から1200°Cまで下げることに成功し、かつBaのSr置換量およびEu濃度を最適化することにより発光を緑色から黄色へレッドシフトさせることに成功した。この最適化した酸窒化物はYAG:Ceにも勝るとも劣らない温度特性を有することを明らかにしている。今後は他の酸窒化物の系についても、化学量論にとらわれない金属組成比の最適化および適切な置換元素の選択等への展開・応用をしていきたい。
核酸の構造と機能研究のための新しい糖骨格を持つヌクレオシドの合成研究

核酸の機能と構造の関係を更に明かにする目的で、これまでに存在しなかった新しい核酸として(1):4'位にHの代わりにCーC結合の置換基で修飾されたもの、(2):フラノ-スの代わりにピラノ-ス骨格を有する核酸をデザインそ、それらの一般的合成法の開発研究を行なった。具体的には(1)は、Dーグルコ-スを原料として1、2:5、6ーダイアセトンーDーグルコ-スとしこれをアロ-スとし更に1、5ージアルデヒドーDーリボ-スとしこれにホルムアルデヒドをアルド-ル縮合、クロスカニッツアロ反応させ4ーヒドロキシメチルーDーリボフラノ-ス誘導体とした。更に選択的ベンジル化、ヨ-ド化、ラジカル還元等、官能基を化学修飾して3、5ージーOーベンジルー1、2ーOーイソプロピリデンー4CーメチルーαーDーリボフラノ-スを合成した。1、2ーOーイソプロピリデン基をアセトリシスして1、2ージーOーアセチルーβーDーリボフラノ-ス誘導体として、アデニン、及びチミンと縮合させヌクレオシドとし、更に糖部の脱保護を行い、4C'-メチルアデニシン及び4C'ーメチルーβーDーリボフラノシルチミンを合成した。これにより4C'ー化学修飾核酸類の一般的合成法を確立した。一方(2)はメチルーαーDーグルコピラノシドを原料として4、6ーOーベンジリデン化引き続き2、3ーエポキシ化を行い、メチルー4、6ーベンジリデンー2、3ーアンヒドローαーDーアロピラノシドとし、これをアデニンと炭酸カリウム・クラウンエ-テルを触媒としてジメチルホルムアミド中反応させることにより、ピラノ-スの2位にβ配位に核酸塩基を導入する事が出来、目的とするピラノ-ス骨格をもつ核酸合成の道を拓いた。
サイリスタ制御直列コンデンサによる電力系統の潮流制御に関する研究

サイリスタ制御直列コンデンサ(TCSC(Thyristor Controlled Series Capacitors))は、FACTS(Flexible AC Transmission Systems)機器の一種であり、サイリスタ制御により高速に等価インピーダンスを変化させることができるので、系統安定度の向上や系統事故時における限流効果が大きいものとして期待されている。また、TCSC等のFACTS機器を電力系統に導入した場合における、同期発電機のAVR(Automatic Voltage regulator)等の各種制御系との相互干渉はいまだ十分に検討されていないのが現状である。本研究の研究成果は次の通りである。1.TCSCと既存制御系との相互影響の検討TCSCモデルを用いて系統安定化制御に関する計算機シミュレーションを行い、電力系統の動揺抑制効果を解析することと、TCSC制御とAVR制御との相互干渉を考察することを目的としている。TCSCの点弧角連続変化の状態を厳密に解析し、三相個別制御の有用性を提案した。さらに、点弧角設定回路の設定を適切に変化させることにより、電力動揺を抑制することが可能であることも検証した。さらに、AVRとTCSCを同時に系統に設置した場合、相互干渉をおこし電力動揺を抑制しにくくなることも確認できた。2.TCSC設置線路のリアクタンス決定手法TCSCを系統に設置した場合に、託送申請量に対する送電網の託送電力の受け入れ分が最大となるようにTCSC設置線路のインピーダンスを決定する手法を提案している。提案手法は、最適化手法の一つであるParticle Swarm Optimization(PSO)に基づいているが、従来のPSOよりも解の探索能力を強化するための改良が成されている。本研究では、改良型PSOの有用性を検証するために、IEEE30母線モデル系統での数値計算を通して、従来型PSOとの比較を行った。サイリスタ制御直列コンデンサ装置は既に試作して所有しており、試作の段階で定格等、種々検討し、多くの知見を得ている。今回主要設備として購入したPCベース計測器は、パソコンをベースとした同時多チャンネル測定が可能で、かつFFT等波形解析機能を持たせうる計測器である。これを用いて、計測したデータ処理の効率化を図った。今年度の研究成果は次の通りである。1。サイリスタ制御直列コンデンサのパラメータと基本特性の物理的関係の把握サイリスタ制御直列コンデンサ装置を、既設の容量6kVAの同期発電機1台と模擬送電線路を用いて構成した一機無限大母線系統に導入し、その構成要素のパラメータを変化させたときの、定常時及び過渡時の振る舞いを検討した。等価インピーダンス特性および安定化効果について実験及びシミュレーションで検討した。更に、パラメータ変化による不安定現象の発生条件などについてシミュレーションにより検討した。2。各種既存制御系との相互影響の検討サイリスタ制御直列コンデンサと従来から行われている各種制御系との相互影響を実験並びにシミュレーションで検討する。このため、シミュレーションモデルを作成した。TCSCには、発電機の回転速度変化を検出してこの動揺を抑制する一次遅れの点弧角制御系を装備した。既存制御系としては発電機の自動電圧制御装置(AVR)を取り上げ、その有る、無しの場合について、制御系相互の影響関係を調べた。今後は、以上のシミュレーション結果を踏まえて、TCSC制御と既存制御系との協調制御方式について検討していく予定である。1。サイリスタ制御直列コンデンサによる同時送電可能電力の最大化に関する検討電力自由化に伴い、複数のPPSが系統に参入した場合に、系統運用上の制約を考慮した上で、既存の送電量に上乗せ可能な同時送電可能電力を最大にすることが重要である。

サイリスタ制御直列コンデンサ装置を、系統内の線路に導入した場合に、そのインピーダンスをどのように設定すれば、同時送電可能電力が最大になるかを3機6母線の例題系統を用いて検討した。手法として、生物が群れでえさを探す振る舞いを模擬した最適化手法であるPSO(Particle Swarm Optimaization)を用いている。2。統合電力潮流制御装置(UPFC)の試作とその基本特性の検討TCSCと同様FACTS機器の一種であるUPFCを試作して、本学設置の模擬送電線路に導入して、その基本的な潮流制御機能を検討した。すなわち、無効電力補償および電圧補償機能について一機無限大母線系統並びに二期無限大母線系統において検討した。今後は、TCSCとUPFCの機能比較などを行う予定である。3。TCSCによる電力動揺抑制効果の検討TCSCによる電力動揺抑制効果について実験並びにシミュレーションで検討した。サイリスタ制御直列コンデンサ(TCSC(Thyristor Controlled Series Capadtors))は、FACTS(Flexible AC Transmission Systems)機器の一種であり、サイリスタ制御により高速に等価インピーダンスを変化させることができるので、系統安定度の向上や系統事故時における限流効果が大きいものとして期待されている。また、TCSC等のFACTS機器を電力系統に導入した場合における、同期発電機AVR(Automatic Voltage regulator)等の各種制御系との相互干渉はいまだ十分に検討されていないのが現状である。本年度の研究成果は次の通りである。1.TCSCと既存制御系との相互影響の検討TCSCモデルを用いて系統安定化制御に関する計算機シミュレーションを行い、電力系統の動揺抑制効果を解析することと、TCSC制御とAVR制御との相互干渉を考察することを目的としている。TCSCの点弧角連続変化の状態を厳密に解析し、三相個別制御の有用性を提案した。さらに、点弧角設定回路の設定を適切に変化させることにより、電力動揺を抑制することが可能であることも検証した。さらに、AVRとTCSCを同時に系統に設置した場合、相互干渉をおこし電力動揺を抑制しにくくなることも確認できた。2.TCSC設置線路のリアクタンス決定手法TCSCを系統に設置した場合に、託送申請量に対する送電網の託送電力の受け入れ分が最大となるようにTCSC設置線路のインピーダンスを決定する手法を提案している。提案手法は、最適化手法の一つであるParticle Swarm Optimization(PSO)に基づいているが、従来のPSOよりも解の探索能力を強化するための改良が成されている。
レーザーMBE法と基板方位制御による低次元量子スピン系人工格子の創製

誘電体でありかつ磁性を有する機能性酸化物人工格子を形成することにより、誘電特性だけではなく磁性をも任意に制御できることを示した。特に(111)面は、結晶学的にみると酸素イオンの細密充填面であるため、ほとんどの機能性酸化物において良好な整合成長(エピタキシャル成長)が期待できる。ペロブスカイトとスピネルといった異なる結晶系のヘテロ成長も可能であると思われる。さらに(110)面への人工格子において、同一イオンの1次元配列を可能にし、低次元スピン、光機能、導電性機能等において新しい機能発現を示唆する知見を得た。(110)方向への積層を制御した人工格子法において低次元物質を合成した。ペロブスカイト構造を有するSrTiO_3(110)面上に磁性体と非磁性体を交互積層することにより物質の次元性を制御し、1次元の磁性体を人工的に合成することを期待した実験である。具体的には強磁性金属SrRuO_3と非磁性絶縁体BaTiO_3とをSrTiO_3(110)面上に交互積層し関層周期を短周期化(次元性を低下)させて行くと、SrRuO_3が11層、BaTiO_3が11層(11/11)の時に強磁性、金属的な電気伝導供に揺らぎが生じはじめ、2/5の時に磁気特性は反強磁性に変化し、電気伝導に強い異方性が現れることが明らかになった。これは、磁性金属の低次元化によって電気、磁気特性に大きな変化が現れることを意味している。このように積層方向を制御した人工格子法を用い、様々の物質を組み合わせることによって通常の合成法では作製できないような面自い特性を持った物質を作製することが明らかとなった。原子層制御可能な人工格子技術と基板面方位(結晶面制御)を制御することにより、スピン・電荷の制御を実施した。特に、(110)方向に積層成長させた人工格子により、スピンのストライブ構造(1次元鎖)や梯子格子等の新らしい低次元量子スピンを実現することができた。これまで酸化物において、スピンパイエルス転移は、CuGeO_3やNaV_2O_5等限られた物質にしか存在が報告されていなかった。本研究により、これらスピンパイエルス系およびハルデンギャップを有する物質等の低次元スピンに特徴的な物性を示す、新規な酸化物を創製が可能であることを実証することができた。具体的な結果を以下に示す。我々が開発、改良したレーザーMBE法により、原子・分子スケールでペロブスカイト結晶構造を有する強磁性体および非磁性体(誘電体)の交互積層構造をもつ酸化物人工格子を合成した。特にスピン配列制御の成果として、SrRuO_3/SrTiO_3(110)およびSrRuO_3/BaTiO_3(110)人工格子において、1次元に固有の磁気特性(ハイゼンベルグ反強磁性)と輸送特性(モット転移として知られる金属-絶縁体転移)を示すことを世界で初めて示した(Solid State Communicationに掲載)。さらに、単一結晶内に酸素八面体と四面体が交互配列した(いわば自然超格子)結晶構造をもつスピネル型フエライト薄膜を合成し、そのスピン配列(ランダムネスとフラストレーション)を制御することにより、室温を超える高温状態でのスピングラスを実現させた。加えて、このスピングラス状態を光により励起し、「光銹起磁性」が可能であることを示した。
将来の貿易構造変化を考慮したエネルギー・資源ネットワーク変化に関する研究

本年度は、昨年までの研究を発展させ、複数の研究成果を出すことに成功した。はじめに、これまでに開発・応用した空間的フットプリント分析とは違った考え方を用いて、各都市のカーボンフットプリントを世界13,000都市について推計した。研究成果は、Environmental Research Letetrs誌に発表した。研究成果は、Scientific AmericanやDaily Mail、共同通信社など世界各国で報道された。また、これまでの研究で十分に考えられていなかった関税について、サプライチェーンに伴う環境負荷にどのような影響を与えるのかを明らかにした。また、ネットワーク分析についてもかねてから取り組できた、クラスター分析の論文をEconomic Systems Research誌に、edge betweennessに関する論文をEnergy Economics誌に発表した。クラスター分析に関する論文では、どの産業がどの産業と取り組んで環境負荷を減らせば良いのかを明らかにした。また、edge betweennessに関する論文では、重要な媒介となる取引を特定する手法を開発した。さらに、別のクラスター分析に関する論文、家庭の消費に関する論文、サプライチェーンでの各産業の役割を明らかにした論文など、複数の論文を投稿中であり、研究期間を通じて、十分な成果を上げた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究によって、国際的なサプライチェーンネットーワークを分析するためのデータおよびそのデータの質の情報が得られた。さらに、フットプリントの起源を地図上に表すために、地理情報と多地域間産業連関モデルを組み合わせ、空間的フットプリント分析を実施するための手法を開発した。データ整備等で一部遅れている部分があるものの、空間的フットプリント分析の手法を開発したことで、予想以上の分析が行うことができた部分もあるため。さらに、ネットーワーク分析を行うための分析手法を開発し、複数の論文を投稿した。また、その一部は、環太平洋産業連関分析学会にて、「CO2排出集約的な産業のクラスター分析」と題した発表を行った。空間的フットプリント分析を現実のデータに応用することに成功したため。本年度は、産業連関分析をネットワーク分析に関する応用させる研究に従事した。主にクラスター分析および媒介中心性(betweenness)に関する分析を産業連関分析に適用させた。これまでにも産業連関分析とクラスター分析を組み合わせた研究はあったが、産業間の無限に続く取引を十分に考慮せずにクラスター分析を行っていた。そこで、クラスターを形成する基準を設定し、どの方法を用いてクラスター分析をすれば良いのかを明らかにした。また、媒介中心性についても、これまでに産業を中心としたものはあったが、取引を対象としてものがなかったので、edge betweennessと産業連関分析をつなぐ方法論を開発した。さらに、辺に着目したクラスター分析に関する研究を開始した。本研究によって、産業連関分析とネットワーク分析とをつなぐ役割を一部ではあるが果たすことができたと考えている。今後は、これら方法論に関する研究から、実証分析にシフトさせることで、本研究が目的としてきたネットワークとサプライチェーンの融合を実現する予定である。一部で遅れている箇所と、想定以上に進んでいる箇所があるためおおむね順調であるとした。特に、エネルギーおよび資源ネットワーク分析については、遅れているが、一部のネットワーク分析や空間的フットプリント分析は想定以上に進展した。今後は、はじめに空間的フットプリント分析を現実のデータに拡張するために、二酸化炭素や大気汚染物質、絶滅危惧種等のデータでの応用を試みる。さらに、ネットワーク分析を行うために、クラスター分析などの手法を開発する。今後は、ネットワーク分析の研究をさらに進展させると同時に、資源やエネルギー等に応用する予定である。今後はさらにネットワーク分析に関する研究を進めると同時に、本研究で開発した空間的フットプリント分析をさらに拡張させる予定である。
『梁書』、『陳書』及び『南史』の史料論的研究

研究課題の一環として、許嵩撰『健康実録』(全二〇巻)に対して総合的な分析と考察を試みた。明らかにした主たる論点は、以下のごとくである。1.『健康実録』は、六朝史に関する基礎的知識も不十分な許崇が、基づく文献を精読することもなく、忽忽裏にあらわしたハサミとノリの編纂物にほかならず、しかも、構成上の調整も誤りの訂正も未遂行のままの、未完の稿本とこそ捉えられなければならない。2.各王朝の興亡は予じめ天によって決められているという定命論、それと密接に関連する、帝王を生み出す土地は固定していないという王気移動論が、全篇を貫ぬく根幹のパラダイムである。3.許嵩は、江陵を都とした後梁王朝を、王気が健康から去って長安へ帰着する天の定めの予兆として捉え、独自の意義を付与している。4.同書撰述の動機と目的は、玄宗に拮抗して即位した粛宗の正当性と、その即位の地たる霊武が、長安に代る唐王朝の新帝都たるべきを、王気移動論に基づいて主張することにあった。5.しかしながら、その主張に反して、至徳二載(757A.D.)年末、長安は帝都として再確定を見ることとなり、このため許嵩は、断筆を余儀なくされた。6.『健康実録』は、余りにも現代史に過ぎた歴史叙述にはかならず、自らが革新する思想をもって余りにも直哉に自己投企し、それ故に精神的に爆死せねばならなかった、唐代中期の一知識人許嵩の墓標という言い方も、決して的をはずしてはいない。研究課題の追究には、唐代における歴史叙述の特徴、また唐代知識人の歴史認識と歴史意識の一般的傾向性についての理解が不可欠であることから、迂遠ながら本年度は、至徳元年(756)に許嵩が著わした『建康実録』に考察を試み、以下の新知見を獲た。1.撰者許嵩は、建康を都とした呉・東晋・南朝凡そ400年間が、まとまった一個の時代と捉え、その歴史の筋道を簡潔に提示することを当面の目的とした。2.しかし許嵩は中途で擱筆を余儀なくされることとなり、かかる未完の稿本であることが、夙に王鳴盛が酷評する如く、【〇!イ】叙述形式上の不統一、【〇!ロ】叙述密度の甚しい偏り、【〇!ハ】同じ記述の反覆と【〇!ニ】誤った記事が数多い等々の欠陥を伝える理由とされる。3.「簡潔」を本旨としたにも拘らず、【〇!イ】宮殿等旧跡に関わる地理、及び【〇!ロ】瑞祥と災異とには周到の詳述を重ね、【〇!ハ】とりわけ、遥か西方に遠隔する襄陽・江陵に拠った北朝の傀儡政権・後梁を付載する事実に注目される。4.このような特徴から見て、根底の著述意図は、「王気」なるものが厳存し、それは時間とともに場所を移すとの認識を証明することにあった。すなわち、前漢の長安から後漢の洛陽を経て、更らに南下した「王気」を400年間にわたって宿した建康であったが、長安再帰の蠢動を介して(後梁)、ついには抗し切れず最終的な帰着を見る(陳の滅亡)。しかしその長安も永遠の帝都ではあり得ない、との主張である。5.至徳元年は、安禄山の大乱に玄宗は帝都を脱出・退位、代って肅宗が北遠の霊武で即位した激動の一年にほかならず、王気を宿すこととなった新帝都霊武における大唐王朝のいやさかの存続を、祈念しつつ確認することが、許嵩が心に期した現代的な関心であったと、理解できる。660年ごろ成立の李延寿

私撰の通史『南史』と、636年完成の勅撰の断代史=姚思廉『梁書』との叙述内容の相違点につき、清朝以来の諸先学の成果、特に榎本あゆち氏の労作をふまえて、李延寿の同書撰述の動機、即ちその同時代史的な関心を究明すべく、多角的な検討を試みた。成果の一端を記すと、以下のごとくである。1.李延寿が『南史』撰述に着手したのは、姚『梁書』の完成後のことであることからも、『梁書』に著しい「書美諱悪」の「曲筆」批判。是正することを、直接契機としていたことが推断できる。2.『南史』最大の特徴は、梁朝の皇族・宗室の不当行為を詳述活写することにあるが、これには、亡国梁に対する姚思廉の私的な恩義意識に基づく「諱悪の曲筆」を批判・是正する意図に加えて、唐太宗期前半期政治史を画する「封建制」論議の強い影響を看取できる。3.関連Lて、梁王朝滅亡の原因を、姚思廉が佞臣の専権に帰するのに対して、李延寿は、皇族・宗室の放縦を放置した君主武帝の寛治の政治姿勢に見出しているが、この理解は、何之元「梁典総論」の把握と軌を一にしている。4.『南史』循吏伝における郭祖深の立伝と梁武帝の仏教崇信に対する批判上奏文の採録には、唐太宗の仏教優遇策に対する批判の意が託されていたものと想定される。5.従来、『南史』撰述の動機と背景については、父李大師の遺志、及び、隋唐統一帝国の出現なる時代潮流が強調されており、このこと自体には誤りはない。しかし、あわせて、姚『梁書』対する批判是正の意図なるものとともに、唐太宗の政治が具有する「光と陰」の部分を直視する李延寿当人の主体的な同時代史的な関心が、根底に存したことを見逃してはならない。本年度も、「全ての歴史叙述は現代史である」との基本認識に基づき、唐代初頭期の編纂に係る姚思廉『梁書』・『陳書』と李延寿『南史』とにつき、相互に対比させつつ、それぞれが具有するコンテンポラリーな性格の諸相を明らかにすべく、特に、明代三大奇書の一にして清朝の禁書たる李清『南北史合注』の精査を通して、考察を進めた。検討したところは、李清『南北史合注』それ自体に関わる諸問題を含めて、多方面にわたったが、改めて確認し、また、新たに想到し得た知見と論点の一端を記すと、以下のごとくである。1.これまで李清『南北史合注』は、全く活用されてこなかったが、『冊府元亀』『太平御覧』等類書から関連的記述を数多く指摘・列記しており、梁・陳代を研究する上で極めて有益な一書たることを確認した。2.李延寿の『南史』撰述の動機の一に、亡国梁・陳に対する姚思廉の私的な恩義意識に基づく「書美諱悪の曲筆」を批判・是正する意図が存在した。3.姚思廉が梁・陳両王朝滅亡の要因として「人事」(為政者の不当の政治姿勢と政策)を重視するのに対して、李延寿は「天意」(必然の定め)を強調しており、両者は、歴史理解の祖点を著しく異にする。4.李延寿の『南史』撰述許可の上啓が、唐太宗期政治史を画する最大の事件、即ち皇太子廃易事件(643)直後のことと想定できることは、李延寿自身が廃太子李承乾の属官を経歴している事実からも、同事件との関連性を強く示唆しており、今後の検討課題となされる。
神経成長円錐でのアクチン関連蛋白質ファシンのアクチンへの結合のメカニズム解析

ファシンは,アクチン繊維の束化タンパク質である.ファシンのアクチンへの結合は,リン酸化で制御される.我々は,リン酸化型ファシンと脱リン酸化型ファシン(ファシンのリン酸化部位のアミノ酸を置換し,疑似脱リン酸化,疑似リン酸化したもの)それぞれを,細胞に発現させ,リン酸化の有無による分布の違いを示した.野生型はアクチン束と細胞質に,リン酸化型は細胞質に,脱リン酸化型はアクチン束に分布した.本研究では,リン酸化によりファシンの細胞内の分布が異なる仕組みを,蛍光1分子解析で探ることを目的とした.前年度は,EGFP-野生型ファシン,EGFP-脱リン酸化型ファシン,EGFP-リン酸化型ファシンを,ニューロブラストーマ(NG108-15細胞)に導入した安定形質発現株をそれぞれ作成した.この安定形質発現株を,神経様に分化させ,成長円錐を作らせ,EGFP野生型ファシンを発現したニューロブラストーマの成長円錐で,EGFPファシン1分子のスペックルを記録することに成功した.本年度は,EGFP-脱リン酸化型ファシン,BGFP-リン酸化型ファシンについても1分子蛍光を捉えた.野生型,脱リン酸化型,リン酸化型の比較解析を1分子レベルで行った.現在,大量の画像データを解析している(投稿準備中).さらに,この蛍光1分子解析の手法を発展させ,他のアクチン関連蛋白質でも,同様の解析を狙っている.その第一段階として,プロテオミクスの手法で,成長円錐で存在が確認されたアクチン関連蛋白質のEGFPラベルしたアクチン関連蛋白質(約30種)をニューロブラストーマの成長円錐に,網羅的に発現させ,動態を記録した,この研究は,バイオイメージング学会で晝間賞(ポスター賞)を受賞した.以上のように,ファシンに絞って始めた解析は,アクチン関連蛋白質全般で使えることが明らかになり,今後の発展が期待できる結果が得られた.ファシンは,アクチン繊維の束化タンパク質である.ファシンのアクチンへの結合は,リン酸化で制御される.我々は,リン酸化型ファシンと脱リン酸化型ファシン(ファシンのリン酸化部位のアミノ酸を置換し,疑似脱リン酸化,疑似リン酸化したもの)それぞれを,細胞に発現させ,リン酸化の有無による分布の違いを示した.野生型はアクチン束と細胞質に,リン酸化型は細胞質に,脱リン酸化型はアクチン束に分布した.本研究では,リン酸化によりファシンの細胞内の分布が異なる仕組みを,蛍光1分子解析で探ることを目的とした.前年度は,EGFP-野生型ファシン,EGFP-脱リン酸化型ファシン,EGFP-リン酸化型ファシンを,ニューロブラストーマ(NG108-15細胞)に導入した安定形質発現株をそれぞれ作成した.この安定形質発現株を,神経様に分化させ,成長円錐を作らせ,EGFP野生型ファシンを発現したニューロブラストーマの成長円錐で,EGFPファシン1分子のスペックルを記録することに成功した.本年度は,EGFP-脱リン酸化型ファシン,BGFP-リン酸化型ファシンについても1分子蛍光を捉えた.野生型,脱リン酸化型,リン酸化型の比較解析を1分子レベルで行った.現在,大量の画像データを解析している(投稿準備中).さらに,この蛍光1分子解析の手法を発展させ,他のアクチン関連蛋白質でも,同様の解析を狙っている.その第一段階として,プロテオミクスの手法で,成長円錐で存在が確認されたアクチン関連蛋白質のEGFPラベルしたアクチン関連蛋白質(約30種)をニューロブラストーマの成長円錐に,網羅的に発現させ,動態を記録した,この研究は,バイオイメージング学会で晝間賞(ポスター賞)を受賞した.以上のように,ファシンに絞って始めた解析は,アクチン関連蛋白質全般で使えることが明らかになり,今後の発展が期待できる結果が得られた.ファシンは,アクチン繊維の束化タンパク質である。ファシンのアクチンへの結合は,リン酸化で制御されるとin vitroで示されている。これまでに,細胞内でもリン酸化でファシンのアクチンへの結合が制御されることを,リン酸化型ファシン及び脱リン酸化型ファシン(ファシンのリン酸化部位のアミノ酸を置換し,疑似脱リン酸化,疑似リン酸化したもの)を細胞に発現させ示した.つまり野生型はアクチン束と細胞質に,リン酸化型は細胞質に,脱リン酸化型はアクチン束に分布することを示した.本申請の研究では,リン酸化によりファシンの細胞内の分布が異なる仕組みを,蛍光1分子解析で探ることを目的とした.EGFP-野生型ファシン,EGFP-脱リン酸化型ファシン,EGFP-リン酸化型ファシンを,ニューロブラストーマ(NG108-15)に導入した安定形質発現株をそれぞれ作成した.そして,EGFPラベルした蛍光ファシンを発現したニューロブラストーマの安定形質発現株を,神経様に分化させ,成長円錐を作らせた。

この成長円錐で,EGFPの蛍光1分子計測でファシン分子の局在、運動、結合・解離等を解明するために,蛍光ファシン1分子の記録をし,ファシンの細胞内分布が,リン酸化で変化する仕組みの元となる分子機構を知ることを試みた.そして,EGFPファシンを発現したニューロブラストーマの成長円錐で,EGFPファシン1分子のスペックルを記録することに成功した.蛍光ファシン1分子スペックル記録は,九州工業大学の中川らが,蛍光消光法(FRAP)で記録したファシンの動態とほぼ同様の時間経過を示した.現在,データの収集と共に更に詳細な解析を進めているファシンは,アクチン繊維の束化タンパク質である.ファシンのアクチンへの結合は,リン酸化で制御される.我々は,リン酸化型ファシンと脱リン酸化型ファシン(ファシンのリン酸化部位のアミノ酸を置換し,疑似脱リン酸化,疑似リン酸化したもの)それぞれを,細胞に発現させ,リン酸化の有無による分布の違いを示した.野生型はアクチン束と細胞質に,リン酸化型は細胞質に,脱リン酸化型はアクチン束に分布した.本研究では,リン酸化によりファシンの細胞内の分布が異なる仕組みを,蛍光1分子解析で探ることを目的とした.前年度は,EGFP-野生型ファシン,EGFP-脱リン酸化型ファシン,EGFP-リン酸化型ファシンを,ニューロブラストーマ(NG108-15細胞)に導入した安定形質発現株をそれぞれ作成した.この安定形質発現株を,神経様に分化させ,成長円錐を作らせ,EGFP野生型ファシンを発現したニューロブラストーマの成長円錐で,EGFPファシン1分子のスペックルを記録することに成功した.本年度は,EGFP-脱リン酸化型ファシン,EGFP-リン酸化型ファシンについても1分子蛍光を捉えた.野生型,脱リン酸化型,リン酸化型の比較解析を1分子レベルで行った.現在,大量の画像データを解析している(投稿準備中).さらに,この蛍光1分子解析の手法を発展させ,他のアクチン関連蛋白質でも,同様の解析を狙っている.その第一段階として,プロテオミクスの手法で,成長円錐で存在が確認されたアクチン関連蛋白質のEGFPラベルしたアクチン関連蛋白質(約30種)をニューロブラストーマの成長円錐に,網羅的に発現させ,動態を記録した.この研究は,バイオイメージング学会で晝間賞(ポスター賞)を受賞した.以上のように,ファシンに絞って始めた解析は,アクチン関連蛋白質全般で使えることが明らかになり,今後の発展が期待できる結果が得られた.
瞬目反射連合学習における小脳-海馬連関の解析

瞬目反射連合学習はパブロフ型古典的条件付けの一つであり,音(条件刺激、CS)とまぶたへの侵害刺激(無条件刺激、US)の組み合わせにより,音を聴くだけでまぶたを閉じる(条件応答、CR)ようになる連合学習である。この学習には小脳が必須であり、さらに海馬も関与していることが知られている。本研究では、小脳皮質の可塑性(長期抑圧、LTD)に障害を持つミュータントマウスを用いて、瞬目反射学習における海馬の役割を検討した。小脳皮質LTDに障害をもつグルタミン酸受容体サブタイプGluRδ2欠損マウスは、CSとUSが時間的に重なる場合(遅延課題)には学習が障害されるが、CSとUSが重ならない場合(トレース課題)には学習が成立することを既に報告した。この小脳LTD非依存性の学習に対する海馬の関わりを明らかにするために,海馬破壊が及ぼす効果を調べた。GluRδ2欠損マウスおよび野生型マウスの背側海馬およびその上の大脳皮質を吸引除去し、トレース時間0msの条件付けを行った。コントロール群としてはそれぞれのマウスの大脳皮質のみを除去したマウスを用いた。野生型マウスにおいては海馬破壊群はコントロール群と同様の学習を示したが、GluRδ2欠損マウスでは海馬破壊群がコントロール群に比べて顕著に学習障害を示した。これらの結果は、GluRδ2欠損マウスのパラダイム依存的な学習に海馬が重要な役割を果たすことを示している。海馬が重要な役割を果たすトレース課題ではムスカリン拮抗薬であるスコポラミンにより学習傷害が生じることが知られている。そこでmACh受容体サブタイプのm2をノックアウトしたマウスの学習傷害をまずは遅延課題で検討した。しかしながら、同腹の野生型マウスに比べて、学習率、CRのの波形ともに、顕著な学習障害は認められなかった。今後はさらにトレース課題で検討することが必要であると思われる。瞬目反射連合学習は,音とまぶたへの侵害刺激の組み合わせにより,音を聴くだけでまぶたを閉じるようになるパブロフ型条件付けの一つである。この学習には小脳および海馬が関与していることが知られている。本年度は、CS-USの時間間隔を変えることにより海馬の果たす役割をマウスで検討した。1.非競合的NMDAアンタゴニストMK-801の効果MK-801は腹腔内投与により海馬依存的な空間学習を傷害することが知られている。MK-801(0.1mg/kg,i,p.)を条件付け前に投与し,遅延課題および各種トレース課題を用いて条件づけを行った。MK-801投与群は、生理食塩水投与群に比較して、トレースの時間に依存して顕著に障害され、マウスのトレース条件付けにおいて海馬が重要な役割を果たすことが示唆された。2.海馬θ波と瞬目反射海馬には710Hz前後の集団的同期活動が存在し、空間学習および長期増強現象と深く関係している。慢性電極によりトレース課題中のθ波を記録し、記憶獲得および消去の時間経過と比較したが、残念ながら、顕著な相関や変化は認められなかった。今後、課題間の待ち時間中のθ波を解析する予定である。3.小脳皮質LTD傷害マウスにおける海馬の役割小脳皮質LTDに障害をもつGluRδ2欠損マウスは、遅延課題で学習が障害され、トレース課題では学習する。このLTD依存-非依存の切り替えに対する海馬の関わりを、MK-801(0.1mg/kg,i,p.)あるいはスコポラミン(0.5mg/kg,i.P.)により検討した。

GluRδ2欠損マウスに各種薬物を投与しトレース時間0msの条件付けを行ったところ、野生型マウスの場合に比べ、顕著に学習が阻害されることが明らかとなった。この結果はLTD非依存的学習メカニズムにおいて海馬が重要な役割を果たすことを示唆している。瞬目反射連合学習はパブロフ型古典的条件付けの一つであり,音(条件刺激、CS)とまぶたへの侵害刺激(無条件刺激、US)の組み合わせにより,音を聴くだけでまぶたを閉じる(条件応答、CR)ようになる連合学習である。この学習には小脳が必須であり、さらに海馬も関与していることが知られている。本研究では、小脳皮質の可塑性(長期抑圧、LTD)に障害を持つミュータントマウスを用いて、瞬目反射学習における海馬の役割を検討した。小脳皮質LTDに障害をもつグルタミン酸受容体サブタイプGluRδ2欠損マウスは、CSとUSが時間的に重なる場合(遅延課題)には学習が障害されるが、CSとUSが重ならない場合(トレース課題)には学習が成立することを既に報告した。この小脳LTD非依存性の学習に対する海馬の関わりを明らかにするために,海馬破壊が及ぼす効果を調べた。GluRδ2欠損マウスおよび野生型マウスの背側海馬およびその上の大脳皮質を吸引除去し、トレース時間0msの条件付けを行った。コントロール群としてはそれぞれのマウスの大脳皮質のみを除去したマウスを用いた。野生型マウスにおいては海馬破壊群はコントロール群と同様の学習を示したが、GluRδ2欠損マウスでは海馬破壊群がコントロール群に比べて顕著に学習障害を示した。これらの結果は、GluRδ2欠損マウスのパラダイム依存的な学習に海馬が重要な役割を果たすことを示している。海馬が重要な役割を果たすトレース課題ではムスカリン拮抗薬であるスコポラミンにより学習傷害が生じることが知られている。そこでmACh受容体サブタイプのm2をノックアウトしたマウスの学習傷害をまずは遅延課題で検討した。しかしながら、同腹の野生型マウスに比べて、学習率、CRのの波形ともに、顕著な学習障害は認められなかった。今後はさらにトレース課題で検討することが必要であると思われる。
弦理論におけるエキゾチックブレーンの物理

エキゾチックブレーンは、最近までその意義が見過ごされてきた弦理論の重要な構成要素である。本研究では、エキゾチックブレーンの基本的性質を調べ、例えばその電荷の定義方法や分類問題を明らかにした。また、エキゾチックブレーンはブラックホールの微視的物理に重要な役割を果たすと期待される。具体的には、ブラックホールの微視的状態は一般にエキゾチックブレーンを含むsuperstratumという配位を取る可能性がある。本研究では簡単なsuperstratumを超重力理論の枠内で構成し、それが任意曲面によってパラメトライズされるため大きなエントロピーを持つことを明らかにした。本研究の目的は、弦理論に存在するがその重要性が最近まで認識されていなかった「エキゾチックブレーン」の性質およびその弦理論での役割を明らかにすることである。まずは、24年度に引き続き、エキゾチックブレーンの基本的かつ重要な性質の解明を進めた。24年度において私は、エキゾチックブレーンの持つ電荷がモノドロミーと呼ばれる量によりどう矛盾なく定義されるかを明らかにしたが、それだけではまだ弦理論に具体的にどのような電荷を持つエキゾチックブレーンが存在するか、ということは明らかではない。そこで、25年度において私は、3次元超重力理論という枠組みを用いて超対称性を持つエキゾチックブレーンの分類を行った。これにより、超対称なエキゾチックブレーンの配位の分類が数学的にnilpotent orbitと呼ばれるものの分類と対応することが明らかになり、その結果を用いて、様々な量の超対称性を持つエキゾチックブレーンの配位を具体的に構成することができた。また、ブラックホールの微視的物理とエキゾチックブレーンの関連についても研究を推し進めた。私と共同研究者は以前に、ブラックホールの構成要素は“superstratum"と呼ばれるものであり、一般にエキゾチックブレーンを含むと予想した。私はこのsuperstratumが実際に存在し、さらにブラックホールの持つ微視的状態を説明するだけの揺らぎの自由度を持つことの証拠を、重力と共形場理論との対応関係(ゲージ・重力対応)を援用することにより見出した。さらに、京都大学基礎物理学研究所において国際研究会「Exotic Structures of Spacetime」を主催して、本研究のテーマの1つであるdouble field theory (DFT)の研究者やブラックホールの微視的状態の研究者を国内・海外から招聘して講演をしてもらい活発に意見交換を行った。特に、DFTの一線の研究者と議論し最新の知識を収集できたことは、今後の研究に役立つと期待される。24年度は、エキゾチックブレーンの基本的かつ重要な性質の解明に集中した。例えば、エキゾチックブレーンの周囲では場の配位が捩れているため、その周りを1周しても場の配位が元に戻って来ず、多価性を持つ(モノドロミーと呼ばれる)。モノドロミーのある状況下では、電荷がエキゾチックブレーンを一周すると他の電荷になって戻って来るように見えるため、電荷が保存しないように思える。私は、このような状況下では電荷をどう定義するかが重要であり、適当な定義の元では電荷が保存することを示した。電荷保存はモノドロミーがある場合に起こる基本的問題であり、これを解決できたことは重要な成果である。その他にも私は、モノドロミーと超対称性との両立性等のエキゾチックブレーンの基本的な側面を明らかにした。これらの成果はPhysics Reports誌(インパクトファクター:20.394(2011年))に掲載が決定している。また、研究実施計画においては25年度以降に実施すると述べた、ブラックホールの微視的物理とエキゾチックブレーンの関連についての研究に既に着手した。特に私は、ブラックホールの微視的状態のうち非常に簡単なものを摂動的に構成した。これはまだ特別な場合だが、もっと一般的でエキゾチックな微視的状態を構成するのに役立つと期待される。なお、24年度の研究実施計画においては、近年発展している理論的枠組み“double field theory (DFT)"とエキゾチックブレーンとの関連を調べる研究について述べたが、DFTが24年度中にはまだエキゾチックブレーンを扱うために満足のゆく枠組みとなっていないと判断して25年度以降に行うことにした。26年度も、前年度までと同様、エキゾチックブレーンの基本的かつ重要な性質の解明を進めた。特に、エキゾチックブレーンが起こす新しい物理の1例として、エキゾチックブレーンが「supertube転移」と呼ばれる自発的分極現象を起こして余次元1のドメインウォールが生成される過程を調べた。特に、異なるエキゾチックブレーンが共存する系におけるドメインウォールと背景場の間の非自明な相互作用を調べ、その理解を深めた。また、ブラックホールの微視的物理とエキゾチックブレーンの関連についての研究も進めた。ブラックホールの微視的物理には“superstratum"と呼ばれるものが重要であり、それは「非幾何学的」なエキゾチックブレーンを含むと予想される。最終的な目標はそのような「非幾何学的」superstratumの配位を具体的に構成することであるが、26年度において私は、その前段階として、より簡単と思われる「幾何学的」なsuperstratumを超重力理論の枠内で構成することに注力した。