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19世紀ロンドン大学の学士課程教育と学位試験に関する研究－大学間連携による質保証

ロンドン大学の特色は、第一に、いち早く宗教や性別による差別を排し、近代的科目を取り入れた先進性、第二に、イギリスならびに大英帝国全土にわたり、地方カレッジで学ぶ学生や独学者など、これまで大学教育にアクセスできなかった階層に幅広く学位取得の機会を提供したことである。第三に、学位授与権をもたない地方カレッジのモデルとなり、イギリス国内のみならず大英帝国において学位の質・水準を保障する役割を果たしたことである。本年度は、ロンドン大学の調査委員会報告書を入手し、学位試験受験者数、学位取得者数等からロンドン大学の学士課程の量的把握を行うとともに、学位試験改革の主要アクターについて、特に学位の水準・質保証の観点から、分析することができた。したがって、当初の計画通りに研究が進展している。教育史今後は、ロンドン大学学位、および入学登録試験の社会的評価について分析する。当時の人々にとって、オックスフォード大学、ケンブリッジ大学に次ぐイングランド第3の大学であるロンドン大学の学位は、どのような価値をもつものであったのか、新聞や学校教育機関の資料をもとに分析する。また、党派的論争が頻出するロンドン大学改革のみに焦点をあてるのではなく、市民カレッジとして、最も早く自立したバーミンガム大学から、学位授与における連合制原理の意義について相対的に明らかにする。研究を推進するために、新聞データベースの活用、イギリス中等教育史研究者との研究交流を積極的に行う。当初の計画通り、今年度はロンドン大学及びロンドン大学を構成する教育機関の個別大学史を中心に資料の収集と分析を行った。それによって、ロンドン大学の学位試験の受験者数、試験シラバス、試験問題、合格率など学位試験制度の概要の把握、19世紀ロンドン大学改革の論点整理を行うことができた。また、大学の理念と学位試験制度改革に焦点をあてた19世紀イギリス大学史のオーバービューを行うことができた。以上により、当初立てた計画に照らして、今年度の研究はおおむね順調に進展している。計画当初はイギリスより研究者を招聘し研究会を開催する予定であったが、日程の都合がつかず、国内の研究者を招聘しての研究会となったため。今後の研究の推進方策は以下の通りである。1)文献資料のリストアップと収集、読解を継続する。基本的資料の多くがイギリス議会資料に収録されているので、議会資料の収集に努める。2)25年度の資料調査の結果を踏まえ、今年度は個別教育機関のアーカイブスを中心に、必要に応じて個人の文書史料にも範囲を拡大して資料調査を行う。また、研究を効率的に進めるため、研究計画について専門家から助言を受ける。3)大学史研究会など複数の学会、研究会において、研究の成果を公開する。招聘できなかった研究者との研究打合せのための旅費として使用する。資料整理のためにアルバイト謝金を計上したが、雇用した学生が就職活動等で多忙になったため。資料整理のための人員の確保を計画的に行い、謝金として使用する。
安定同位体トレーサー法によるリグニン生合成の動的解析

安定同位体元素でラベルしたコニフェリルアルコール、コニフェリルアルデヒドおよびコニフェリンをイチョウ、広葉樹にそれぞれ投与して、生成したリグニンを化学分析した結果、コニフェリンからコニフェリルアルデヒドグルコシド、さらにコニフェリルアルデヒドという経路でリグニン生合成に合流することが示された。オートラジオグラフィーによって、コニフェリン、コニフェリルアルデヒドグルコシドのアグリコン由来のラベルは、コブシ(配糖体貯蔵広葉樹)においては木部細胞壁に取り込みが認められた。またシリンギンアグリコン由来のラベルは少なく、放射柔細胞および道管壁に取り込みが見られた。シナップアルデヒドグルコシドアグリコン由来のラベルも木部で認められるものの、非常に弱く、コニフェリルアルデヒドグルコシドの活発な取り込みとは対照的だった。キョウチクトウ(非糖体非貯蔵広葉樹)においてもコニフェリン、コニフェリルアルデヒドグルコシドのアグリコン由来のラベルは木部細胞壁に取り込みが認められた。コブシとキョウチクトウにコニフェリンおよびコニフェリルアルデヒドグルコシドを投与した結果、グアイアシルリグニン、シリンギルリグニンどちらにもアグリコンの取り込みが見られた。しかしシリンギルリグニンへの取り込みはグアイアシルリグニンへの取り込みに比べて少なかった。またシリンギルリグニンへの取り込みは、コニフェリルアルデヒドグルコシドを投与した場合のみ取り込みが見られた。したがって、コニフェリンよりもコニフェリルアルデヒドグルコシドのほうがリグニン前駆物質として優勢であること、さらにグアイアシルユニットからシリンギルリグニンユニットへの転換にはアルデヒド構造が大きく関与していることが示された。また、数種の被子植物のモノリグノール生合成経路をトレーサー法により調べた結果、シナピン酸を経由する種とそうでない種とに分類することができ、リグニン生合成の多様性が示唆された。コニフェリンを分化中木部に投与すると、木化初期に複合細胞間層へ、木化後期に二次壁リグニンへ取り込まれることが報告されているが、コニフェリルアルデヒドグルコシドもコニフェリンと同様のパターンでリグニンに取り込まれることが示された。リグニン中の8-O-4構造を選択的に切断して得られた単量体のマススペクトル分析では、コニフェリルアルデヒドグルコシドのアグリコンがリグニンに取り込まれることが明確に示された。また、安定同位体ラベルしたコニフェリンとコニフェリルアルデヒドグルコシドをダブル投与した結果、コニフェリン由来のアグリコン(コニフェリルアルコール)はリグニンに取り込まれる以前にその側鎖9位のアルコール構造が一部アルデヒドに酸化されることが示された。イチョウ新生木部から抽出した粗酵素が、コニフェリンをコニフェリルアルデヒドグルコシドに酸化する活性を有するかどうか検討した結果、僅かに触媒活性が認めらた。逆の反応、すなわちコニフェリルアルデヒドグルコシドをコニフェリンにダイレクトに還元する経路が存在するかどうかも、放射性同位体ラベル物質の投与によって検討した。イチョウ切り枝に、放射性同位体でアグリコンと糖を^3Hと^<14>HCで二重標識したコニフェリルアルデヒドグルコシドを投与した。代謝前後の放射活性の比^3H/^<14>Cから、コニフェリルアルデヒドグルコシドからコニフェリンへの直接的な還元経路は存在しないことが示唆された。これらの結果は、コニフェリルアルデヒドグルコシドがリグニン前駆物である可能性を充分示していると同時に、コニフェリンのアグリコンがリグニンに取り込まれる機構が、単なる脱グルコースというよりも、より複雑な経路をたどっている可能性を示唆している。

安定同位体元素でラベルしたコニフェリルアルコールとコニフェリンを広葉樹にそれぞれ投与して、生成したリグニンを化学分析した結果、一部の投与物質リグニンに招待される前に、アルコール構造からアルデヒド構造に酸化され再びアルコール構造に還元されたことが示された。その割合はコニフェリルアルコールよりもコニフェリンで高かった。またコブシ(配糖体貯蔵広葉樹)とユーカリ(配糖体非貯蔵広葉樹)における取り込みに、コニフェリンの貯蔵の有無が関与していることが示唆される差も現われた。広葉樹はシリンギルリグニンも多く含むので、シナップアルデヒドグルコシド、シリンギンも投与に用いた。オートラジオグラフィーによって、コニフェリン、コニフェリルアルデヒドゲルコシドのアグリコン由来のラベルは、コブシ(配糖体貯蔵広葉樹)においては木部細胞壁に取り込みが認められた。またシリンギンアグリコン由来のラベルは少なく、放射柔細胞および道管壁に取り込みが見られた。シナップアルデヒドグルコシドアグリコン由来のラベルも木部で認められるものの、非常に弱く、コニフェリルアルデヒドグルコシドの活発な取り込みとは対照的だった。キョウチクトウ(配糖体非貯織広築樹)においてもコニフェリン、コニフェリルアルデヒドグルコシドのアグリコン由来のラベルは木部細胞壁に取り込みが認められた。コブシとキョウチクトウにコニフェリンおよびコニフェリルアルデヒドグルコシドを投与した結果、グアイアシルリグニン、シリンギルリグニンどちらにもアグリコンの取り込みが見られた。しかしシリンギルリグニンへの取り込みはグアイアシルリグニンへの取り込みに比へて少なかった。またシリンギルリグニンへの取り込みは、コブシでは、コニフェリルアルデヒドグルコシドを投与した場合のみ取り込みが見られた。一方キョウチクトウでは、コニフェルアルデヒドグルコシドからの取り込みと、少量のアルデヒド経由コニフェリンの取り込みが見られ、アルコール経路のみを通ったコニフェリンの取り込みは認められなかった。キョウチクトウは配糖体を貯蔵しないので、投与したコニフェリンが希釈されることは無い。したがって、コニフェリンよりもコニフェリルアルデヒドグルコシドのほうがリグニン前駆物質として優勢であること、さらにグアイアシルユニットからシリンギルリグニンユニットへの転換にはアルデヒド構造が寄与していることが示唆された。安定同位体元素でラベルしたコニフェリルアルコール、コニフェリルアルデヒドおよびコニフェリンを針葉樹、広葉樹にそれぞれ投与して、生成したリグニンを化学分析した結果、コニフェリンからコニフェリルアルデヒドグルコシド、さらにコニフェリルアルデヒドというサイクルでリグニン生合成に合流することが示された。オートラジオグラフィーによって、コニフェリン、コニフェリルアルデヒドグルコシドのアグリコン由来のラベルは、コブシ(配糖体貯蔵広葉樹)においては木部細胞壁に取り込みが認められた。
メディアとしてのコンピュターが拓く「テクスト」の新しい可能性

昨年度までは、コンピュータ画面上で提示される文学テクストはどうあるべきかを探りながら、世界各地の文献学的編集の現状を見直し、そこから具体的な問題点を洗い出していく作業をおこなっていた。そうして明らかになってきたのが、次の3点からの考察の必要性である。すなわち、1)メディア、2)アーカイビング、3)出版ビジネスである。コンピュータが紙の本に代わる新しいメディアだという点は、当初から視野に入っていたが、コンピュータがまた、きわめてすぐれたアーカイビング機能と出版流通の機能を有することの重要性の認識は、今回の研究を通して行き着いたものだった。今年度は、これら3点をめぐる検討を進めながら、できるかぎり具体的な成果にまとめていくことに努めた。その結果、1)については、日本出版学会で、携帯電話という新しい読書ツールを例として電子メディアならではの新しい「文学テクスト」の可能性を示唆する論文を発表した。また、2)については、情報処理学会の人文科学とコンピュータ研究会で、コンピュータを活用した文献学の今後のあり方に関する提言をおこなった。そして、3)については、情報システム論・経営情報学を専門とする内木哲也氏とともに、情報処理学会情報システム研究会と経営情報学会で、ビジネスとして成立しうる新しい文学テクストの出版流通をめぐる共同研究の成果を発表した。さらに、こうした3点からの検討は、従来より続けてきた新しい時代の文献学の理論構築における、とくに「本文」概念に関する思考に大きな飛躍をもたらした。そこで、それを宮沢賢治の全集をめぐる論文にまとめ、日本出版学会誌に投稿した(査読を通過し、現在印刷中)。また、中国・武漢でおこなわれた第11回国際出版研究フォーラムでも、この「本文」概念をめぐる本質的議論についての発表をおこなった(論文集は、現在印刷中)。今年度の研究は、コンピュータ画面上で提示される文学テクストとはどうあるべきかを探りながら、世界各地の文献学的編集の現状を検討し直すという作業を中心におこなってきた。この作業の過程で明らかになったのは、いわゆるコンピュータ文献学と呼ばれる分野における目下の議論の焦点は、文学作品をテクストとしてデータ化していくのか、あるいは画像としてデータ化していくのかという問題だということである。従来は、テクストデータ化が当然とされ、そのデータの標準的なコーディングフォーマットであるTEI(Text Encoding Initiative)のメンテナンスに関することが、この分野の最大の課題であった。ところが、このTEIの導入をここ数年推進してきたACH(Association for Computers and Humanities)の主催する国際会議においても、ついに文学作品を構成する要素とは言葉の「意味」だけにとどまらないのではないかという疑問が呈されていた(昨夏ドイツでおこなわれたこの会議に海外出張として参加)。つまり、文学作品のデジタル化にあたり「本」としてのグラフィックな美的要素をどう考慮するのか、という問題が、このテクストデータか、画像データかという議論の背景にあるのであり、それは「文学」とは何かという非常に難しい点に関わる深刻な問題である。私自身、ドイツの文献学が文献学的編集における「写真」というメディアの重要性を強調しはじめたころから、この問題の所在についてはすでに気づいており、今年一年さらに考察を重ねたことにより一応の結論に達してはいる。今年度はまだそれを具体的成果につなげるところまでは至らなかったが、来年早々にもそれを論文にまとめ、その理論的根拠にもとづき、いよいよ新たな「テクスト」作りの実践に乗り出したいと考えている。前年度までの研究によって、コンピュータ文献学が今後集中的に取り組むべきは、次の問題点だというところまで行き着いていた。すなわち、文学テクストを画像としてデータ化していくのか、あるいはテキストとしてかである。今年度よりその検討に入っていったが、そこで明らかになったのは、それをさらに以下の3点から考察する必要性である。すなわち、1)メディア、2)図書館、3)出版ビジネスという視点である。もう少し具体的にいえば、メディアとしての紙の「書物」の「制約」が「書く」現場および「文学」という制度にどのような影響を与えたのか、また同様に図書館という公的機関が果たしてきた機能はどうか、さらには出版という行為にまつわる利害関係はどうかである。コンピュータとは、新しいメディアであると同時に、新しい画期的なアーカイブ機能、さらには新しい出版と流通の機能も備えている。だからこそ、コンピュータに託す、「文学」ならびに「文献学」の未来は、これらの機能についての過去の状況を歴史的に分析し複合的に考察し直してはじめて明確にみえてくるのである。さっそく1)に関しては、その助走として従来からのテーマであったカフカの問題と絡めながら、すでに小論をまとめた。また現在3)に関しても論文を執筆中であり、来年度5月の日本出版学会での発表を予定している。また2)についても、3)の論文がまとまり次第それとの関連のなかで執筆し、できれば来年度中に情報処理学会の研究会にて発表するつもりである。さらに、年度末には仕上げとして、こうした研究成果から、どんなデジタルコンテンツとしての文学テクストが浮かび上がるのか、そのレベルでの提案にまで到達したいと考えている。

今年度は、これら3点をめぐる検討を進めながら、できるかぎり具体的な成果にまとめていくことに努めた。その結果、1)については、日本出版学会で、携帯電話という新しい読書ツールを例として電子メディアならではの新しい「文学テクスト」の可能性を示唆する論文を発表した。また、2)については、情報処理学会の人文科学とコンピュータ研究会で、コンピュータを活用した文献学の今後のあり方に関する提言をおこなった。そして、3)については、情報システム論・経営情報学を専門とする内木哲也氏とともに、情報処理学会情報システム研究会と経営情報学会で、ビジネスとして成立しうる新しい文学テクストの出版流通をめぐる共同研究の成果を発表した。さらに、こうした3点からの検討は、従来より続けてきた新しい時代の文献学の理論構築における、とくに「本文」概念に関する思考に大きな飛躍をもたらした。そこで、それを宮沢賢治の全集をめぐる論文にまとめ、日本出版学会誌に投稿した(査読を通過し、現在印刷中)。また、中国・武漢でおこなわれた第11回国際出版研究フォーラムでも、この「本文」概念をめぐる本質的議論についての発表をおこなった(論文集は、現在印刷中)。
人工知能技術を用いた認知症ケアにおける回想法コンテンツ自動生成システムの開発

本研究は,認知症患者などに対して精神状態の安定や認知機能の改善に有効とされる回想法(Butler R N,1963)を行うにあたり,実施者の経験のみに頼らないAI技術を用いた回想法コンテンツ自動生成システムの開発,またその評価に関して,システムが生成した内容と,対象者の反応について感情パターン認識を用いた客観評価を行い,そのデータを蓄積する.さらに機械学習アルゴリズムで成長型システムの開発を試みる.当該年度は,それまでに調査した回想法の効果的な内容に基づき,本研究開発で使用するプラットフォーム,近年,技術発展が目覚ましいAIコミュニケーションロボットの選定について慎重に調査検討を行い,実用化を見込める数体を選定することができた.また,回想法コンテンツについて,回想法に必要な時代を象徴する写真や音楽などの題材や居住地域情報など幅広く情報収集し,回想法コンテンツ自動生成システムのデータベースの作成を進めてきた.現在,作成したデータベースのシステムへの組込みをはじめとした研究を進めており,開発システムの試作と改良を行っている.本研究開発で使用するプラットフォーム,AIコミュニケーションロボットに関して,様々な分野で研究が進んできている段階であり,その選定について慎重に行う必要があった.しかし昨年,実用化を見込めるコミュニケーションロボットを数体選定することができ,現在,これまで進めてきた回想法コンテンツのデータベースの組込みをはじめとした研究を進めている.これまでに,回想法に必要な時代を象徴する写真や音楽などの題材や居住地域情報など幅広く情報収集し,回想法コンテンツ自動生成システムのデータベースの作成を進めてきた.それを元にして,選定したAIコミュニケーションロボットへの組込み,開発システムにて患者の感情(反応)データの蓄積,回想法実施の内容と患者の感情(変化)データを蓄積収集し,機械学習アルゴリズムによる回想法コンテンツ自動生成システムを開発した後,その妥当性を評価し,まとめる.また,その成果について,学会や研究会で報告する.本研究は,認知症症状をもつ患者に対する精神状態の安定や認知機能の改善に有効と言われる回想法(Butler R N,1963)を実施するにあたって,実施者の経験だけに頼らない人工知能技術を用いたコンテンツ自動生成支援システムを開発する.開発手法は,既存のデータベースと患者の感情(反応)を感知する感情認識ヒューマノイドロボットを用いて,患者の人生(時代)背景や居住地域といった情報を活用しながら患者に適した回想法コンテンツを生成する.さらに回想法実施時の患者の感情に関して蓄積されるビッグデータから,機械学習アルゴリズムを考案し,より患者に適した回想法のコンテンツを自動的に生成する成長型システムの開発を目的とする.今年度は,回想法に関する先行研究を調査し,実践されている具体的介入の事例を中心に,効果的な実施方法,回想法のコンテンツについて検討を行った.申請時に導入・開発を検討していたヒューマノイドロボットに関して,現在,AI研究が様々な分野で進められており,性能,サイズ(大きさ),価格,管理面,利便性などを考慮して,より運用に適したロボットの利用を再検討している.本研究は,認知症患者などに対して精神状態の安定や認知機能の改善に有効とされる回想法(Butler R N,1963)を行うにあたり,実施者の経験のみに頼らないAI技術を用いた回想法コンテンツ自動生成システムの開発,またその評価に関して,システムが生成した内容と,対象者の反応については感情パターン認識を用いた客観評価を蓄積して,さらに機械学習アルゴリズムでシステムの成長を試みる.当該年度は,それまでに調査した回想法の効果的な内容に基づき,本研究開発で使用するプラットフォーム,ヒューマノイドロボットの選定について慎重に調査検討を行い,並行して,AI技術を用いた回想法コンテンツ自動生成システムの試作と改良を行い,実装の準備をすすめた.本研究開発で使用するプラットフォーム,ヒューマノイドロボットに関して,様々な分野で研究が進んでおり,その選定について慎重に検討している.選定が決定すればすぐに実装できるように準備をすすめている.本研究は,認知症患者などに対して精神状態の安定や認知機能の改善に有効とされる回想法(Butler R N,1963)を行うにあたり,実施者の経験のみに頼らないAI技術を用いた回想法コンテンツ自動生成システムの開発,またその評価に関して,システムが生成した内容と,対象者の反応について感情パターン認識を用いた客観評価を行い,そのデータを蓄積する.さらに機械学習アルゴリズムで成長型システムの開発を試みる.当該年度は,それまでに調査した回想法の効果的な内容に基づき,本研究開発で使用するプラットフォーム,近年,技術発展が目覚ましいAIコミュニケーションロボットの選定について慎重に調査検討を行い,実用化を見込める数体を選定することができた.また,回想法コンテンツについて,回想法に必要な時代を象徴する写真や音楽などの題材や居住地域情報など幅広く情報収集し,回想法コンテンツ自動生成システムのデータベースの作成を進めてきた.現在,作成したデータベースのシステムへの組込みをはじめとした研究を進めており,開発システムの試作と改良を行っている.本研究開発で使用するプラットフォーム,AIコミュニケーションロボットに関して,様々な分野で研究が進んできている段階であり,その選定について慎重に行う必要があった.しかし昨年,実用化を見込めるコミュニケーションロボットを数体選定することができ,現在,これまで進めてきた回想法

コンテンツのデータベースの組込みをはじめとした研究を進めている.導入を再検討しているAIロボットが国内で入手可能となった時点で,すぐに開発に取り掛かる準備として,既に行っている回想法に関する先行研究,実践されている事例の整理とまとめ,効果的な回想法コンテンツの検討,フィールドの開拓および現状調査,対象者の選定など,より具体的に計画を進める.昨年度明らかとなった回想法の内容と効果をもとに,時代を象徴する題材や居住地域情報など幅広く回想法コンテンツ自動生成システムに必要なデータベースについて情報収集し,システムに実装する.システムにて患者の感情(反応)データの蓄積,回想法実施の内容と患者の感情(変化)データを蓄積収集し,機械学習アルゴリズムによる回想法コンテンツ自動生成システムを開発した後,その妥当性を評価し,まとめる.その成果について,学会や研究会で報告する.これまでに,回想法に必要な時代を象徴する写真や音楽などの題材や居住地域情報など幅広く情報収集し,回想法コンテンツ自動生成システムのデータベースの作成を進めてきた.それを元にして,選定したAIコミュニケーションロボットへの組込み,開発システムにて患者の感情(反応)データの蓄積,回想法実施の内容と患者の感情(変化)データを蓄積収集し,機械学習アルゴリズムによる回想法コンテンツ自動生成システムを開発した後,その妥当性を評価し,まとめる.また,その成果について,学会や研究会で報告する.当初,導入・開発を検討していたヒューマノイドロボットに関して,現在,AI研究が様々な分野で進められ,性能,サイズ(大きさ),価格,管理面,利便性など,より運用に適したロボットを再検討し,導入ロボットを変更したため.[理由]本研究開発で使用するプラットフォーム,ヒューマノイドロボットの選定について慎重に調査検討を行っているため.[使用計画]ヒューマノイドロボットの購入,国際会議発表・国内学会発表のための参加費と旅費[理由]本研究で開発するAIコミュニケーションロボットの保守管理,メンテナンスおよび,研究成果の発表に費用が必要であるため[使用計画]システム開発に必要なAIコミュニケーションロボットの保守管理費用,国際会議発表・国内学会発表のための参加費と旅費再検討中の導入・開発予定のAIロボットを購入する.
量子情報通信用の単一光子源の開発

近年、量子力学の本質的な性質を直接利用する、量子情報通信処理が注目されている。その実現のためのキーデバイスのひとつが、光子を1つづつ射出することの可能な「単一光子源」である。最近になってさまざまな研究が行われているが、1パルス内に光子が存在する確率が0.1以下と小さく、大きな問題となっていた。本研究では、パラメトリック蛍光対を動的に制御することにより、パルス内に光子が1つだけ存在する「単一光子状態」の生成を目指し研究を行った。パラメトリック蛍光対のうちの一方の光子の検出信号によって、もう一方の光子の射出をシャッターで制御することにより、パルス内に光子が確実に1つある状態を作ろうというものである。本研究の提案時には、最終目標として、「繰り返し数10kHzで、数ナノ秒幅のパルス内に光子が1つだけ存在する状態」の生成可能な単一光子源の実現を掲げた。その結果、平成12年度に、光子対ビームの生成と評価、単一光子源発生装置の設計を行い、平成13年度には技術的な課題であった「高速高透過率シャッター」および光ファイバを用いた「光子遅延部」の開発に成功し、発生装置全体の構築もほぼ成功した。残念ながら終了前に、アルゴンレーザーのトラブルに見舞われ予定が遅れたが、その後JSTのさきがけ研究の支援なども仰ぎながら研究を継続、平成14年12月には、もともと目標であった10kHzでのゲート動作、光子の切り出し(1ns)とその光子数分布(P(1)=0.4)に成功した。平成12年度には、主に下記の研究を行った。1.短パルスパラメトリック蛍光光子対の発生量子情報通信へ広い応用をめざすには、ナノ秒オーダーの短パルス内に単一光子が存在する状態を、高い繰り返し速度で生成する必要がある。本研究では、ポンプ光源としてピーク強度の大きいナノ秒パルスレーザー(本申請で購入)を用いたパラメトリック蛍光光子対の発生について研究した。その結果、1パルス内に50個程度までのパラメトリック蛍光対の発生を確認した。これまで、ピーク強度が大きいナノ秒パルスレーザーを用いた場合についてはなく、初めてのものとなった。また、CW光をもちいたパラメトリック蛍光対のビーム状発生方法では、2光子を同時に捉える効率これまで報告された最高値である80%を得ることが出来た(Optics Lettersに発表)。2.単一光子源制御装置の設計と構築本研究における単一光子発生装置は、発生したパラメトリック蛍光対の内、一方を高い量子効率を持つ光子数検出器で検出し、パルス内での光子の発生状況を検討し、単一の光子が含まれる場合のみを特定、その情報を元にもう一方の光子の射出を高速光変調器(本申請で購入)を用いて制御する。このような動作を可能にする電子制御部、および光学回路について検討、設計を完了した。とくに、光子遅延部、ゲート部において工夫を行った。平成13年度には、実際に単一光子源を構築し、その動作検証を目指す。今年度は、技術的な課題であった「高速高透過率シャッター」、および光ファイバを用いた「光子遅延部」についてその構築に取り組み、それぞれを完成することができた。結果として「光ファイバによって300nm遅延された光子について25nsの時間幅、全損失25%で切り出す」ことに成功した。残念ながら、H13年12月に発生したポンプ光源であるアルゴンレーザーの寿命により最終的な「単一光子状態の発生」にはいたらなかったものの、その直前の段階までにはいたることができた。今年度達成した成果1:高速高透過率シャッターE/Oモジュレータ

4台を組み合わせる方法により、25nsのゲート幅で、かつレーザー光入射時の単体での損失10%程度以下、かつ、任意の偏光をもつ光子についてゲーティングの可能な高速シャッターを実現した。今年度達成した成果2:光ファイバによる光子の遅延光ファイバを用いて光子を遅延させた後に、全光路長1m程度でかつ開口5mm以下のシャッター部を通過させる必要があった。我々は、光ファイバの後の光学系ならびに使用するファイバを工夫することにより、十分なビーム径で集光することに成功し、光ファイバならびに上記シャッターを含めた全損失を25%以下に抑えることに成功した。
構造振動一音響理論に基づく回転式打音検査システムの開発

本研究は,従来の打音法の作業効率の改善を目的として開発された回転式打音検査法の診断メカニズムについて調べるとともに,打音データの有効な信号処理およびそれを用いた欠陥状態の評価法について,供試体実験および既設橋梁に関する計測データを用いて検討したもので,以下の成果を得た.1)欠陥の有無が打音に与える影響を検討した結果,欠陥を有する場合には打音の音圧が増大し,音圧の減衰性が低下する傾向があることが確認された。周波数特性は,健全な場合に対する欠陥の場合の音圧スペクトルの割合を表す音圧スペクトル比を求めることで,欠陥の有無による相違を明確にできることから,これらの特性が欠陥の有無・状態を判別する特徴量となりうることが認められた。2)上記Ll)で示した特徴量(打撃力に対する最大音圧比,打音継続時間)を用いて供試体実験および既設橋梁試験データを評価した結果,従来のテストハンマー法よりも回転式打音法の方が欠陥の検出率が高いことが確認された.3)音圧の実効値で正規化した周波数スペクトルを用いた自己組織化マップ(SOM)を作成することにより,内部空隙を有する欠陥の大きさについて識別可能であることがわかった.4)時間一周波数解析を行って周波数特性の時間変化を考慮すれば,音圧情報だけでは識別が困難な欠陥状態についても識別できる可能性があることを確認した.本研究は,従来の打音法の作業効率の改善を目的として開発された回転式打音検査法の診断メカニズムについて調べるとともに,打音データの有効な信号処理およびそれを用いた欠陥状態の評価法について,供試体実験および既設橋梁に関する計測データを用いて検討したもので,以下の成果を得た.1)欠陥の有無が打音に与える影響を検討した結果,欠陥を有する場合には打音の音圧が増大し,音圧の減衰性が低下する傾向があることが確認された。2)上記Ll)で示した特徴量(打撃力に対する最大音圧比,打音継続時間)を用いて供試体実験および既設橋梁試験データを評価した結果,従来のテストハンマー法よりも回転式打音法の方が欠陥の検出率が高いことが確認された.3)音圧の実効値で正規化した周波数スペクトルを用いた自己組織化マップ(SOM)を作成することにより,内部空隙を有する欠陥の大きさについて識別可能であることがわかった.4)時間一周波数解析を行って周波数特性の時間変化を考慮すれば,音圧情報だけでは識別が困難な欠陥状態についても識別できる可能性があることを確認した.近年,老朽化した構造物に対して適切に維持補修を行い,ライフサイクルコストの低減を図ることの重要性が非常に高くなり,様々な構造物の非破壊診断手法の研究・提案がなされている。本研究は最も簡易な非破壊検査の一つである打音法に着目し,従来の打音法の作業効率を飛躍的に向上させることを目的に開発された「回転式打音法」を用いた診断システムの開発を目指すものである.平成21年度に行った研究により得られた成果を以下に示す.(1)回転式打音法で連続的に加えた打撃による音の性質に関して検討を行った結果,打音の時間間隔は毎回ほぼ一定で約0.0200.025secであり,1回の打撃音が発生してから,次の打撃音が生じるまでに音圧レベルはおよそ10%以下まで減衰する.これより,回転式打音法による連続打音は,個々がそれぞれ独立しているとみなすことができる.(2)供試体実験を想定した音響解析により,欠陥を有する供試体は高周波域の音が卓越するとともに,音圧も増大する傾向を再現できた.このことから,回転式打音法を模擬した振動解析と音響解析を併用して行うことで,実験結果を良好にシミュレートできることが確認された.(3)現実に劣化損傷した複数のコンクリート製橋梁に対して打音検査を実施し,欠陥部の検出精度について検討を行った結果,音圧の最大振幅と継続時間を特徴量として散布図を作成することで欠陥の有無を明確に把握できることがわかった.また,従来のテストハンマーによる打音検査と回転式打音検査を比較すると,回転式打音検査法の方が検出率が高いことが確認できた.近年,老朽化した構造物に対して適切に維持補修を行い,ライフサイクルコストの低減を図ることの重要性が非常に高くなり,様々な構造物の非破壊診断手法の研究・提案がなされている。本研究は最も簡易な非破壊検査の一つである打音法に着目し,従来の打音法の作業効率を飛躍的に向上させることを目的に開発された「回転式打音法」を用いた診断システムの開発を目指すものである.平成22年度は,実橋梁を対象として,浮き・剥離が認められる箇所に打音検査を行い,欠陥の有無が打音に与える影響について実験的な検証を行うとともに,打音の変化が小さな音圧データの有効な評価法としてSOM(Self-Organizing Maps)を用いた基礎的な検討を行った.平成22年度に行った研究により得られた成果を以下に示す.(1)実橋調査において,浮き・剥離が明確な箇所では打撃力と計測音圧の比率(出力感度)で欠陥の程度が把握できることがわかった.

(2)打音の変化から欠陥の検出が困難(損傷度が小さい)な箇所においても,全箇所で計測される卓越周波数帯データ(材料・構造条件固有データ)を除去し,着目周波数帯を限定した打音データにSOMを適用することにより,欠陥箇所と健全箇所の判別が可能であることが確認できた.(3)周波数スペクトルに実効値比を乗じて得られたスペクトルを入力データとして用いたSOMによる結果(自己組織化マップ)によって,劣化種別・劣化度の評価が可能であることが推察された.今後,種々の欠陥状態の打音データを蓄積・診断することで,上記(3)の手法による診断精度を実用レベルに向上させることができるものと考えられる.近年,老朽化した構造物に適切な維持補修を行い,ライフサイクルコストの低減を図ることが非常に重要となり,それに応じて様々な非破壊診断法の研究・提案がなされている。本研究はその中で最も簡易な打音法に着目し,作業効率と診断精度を向上させることを目的に開発された「回転式打音法」を用いた診断システムの開発を目指すものである.平成23年度に行った研究により得られた成果を以下に示す.(1)回転式打音法で得られた音の性質に関して検討を行った結果,計測環境下の種々の騒音(生活騒音や風切音および交通車両のノイズ)を除去するために1000Hzのハイパスフィルタを施し,その上で入力荷重で除すことにより単位荷重あたりの音圧波形に補正することで診断精度が大きく向上することを確認できた.(2)音圧の時刻歴波形を5msec間隔で区切り,それぞれを入力ケースとして,自己組織化マッピング(SOM)を行うことで,音圧の大きさだけでなく音の減衰性や継続時間を考慮したデータの評価が可能となり,健全部と欠陥部の識別だけでなく,異なる欠陥状態の区分も可能であることが認められた.(3)上記の2点に基づいた診断法を用いて,1)PCグラウト充填部の健全度評価および2)耐火煉瓦の内在欠陥の診断の2種類の試験的な調査を行った.その結果,PCグラウト充填部の健全性についてはグラウト未充填部を明確な識別が可能であった.また耐火煉瓦の内在欠陥についても,深さ5060mm程度の範囲であれば内在するクラックの存在を把握することが可能であった.以上のことから,検査対象内部の詳細な欠陥状態を識別するにはさらなる検討が必要であるが,健全箇所と異なる部分の抽出はほぼ確実に行うことが可能であり,「回転式打音法」が1次診断としての目的は十分に果たせることが確認できた.
STMによる局所的スピン偏極トンネル現象に関する研究

GaAs薄膜とNi探針を用いた走査型トンネル顕微鏡によるスピン偏極トンネル電子の検出実験を超高真空中で行うとともに、清浄表面を用いた検出実験の基準としてGaAsの劈開面のNi探針にいよる観察を試みたまた,将来GaAsを探針化するために集束イオンビーム加工装置を用いた探針加工の実験も行った。超高真空環境下におけるGaAs薄膜-Ni探針のSTM実験では,これまでに行って来た大気中の実験と比較してスピン依存性電流の安定性及び検出再現性がよく,これまでに調べることのできなかったスピン依存電流のバイアス依存性を測定ができるようになった。光照射より生じる電流電圧特性のバイアスシフトと0バイアスにおける光電流が測定され、トンネル電流がゼロになる近傍で大きなスピン依存トンネル電流が観測された。また、大きく観測されたバイアス領域よりも負バイアス側に0.20.4eVにシフトした点でスピン依存性トンネル電流の位相反転が観測された。これは、これまでに光電子分光等で観測されているNiスピン偏極度の符号反転のエネルギー領域に対応すると予想されるが、反転が観測されるエネルギー値が試料表面状態の違いによって生じるバイアスシフト量の違い依存してしまうため、現時点ではNiエネルギーバンドとの詳しい対応づけはできない。この問題を解決すべくGaAs試料の劈開面を用いた実験系の作成をした。超高真空STMに劈開用の軸を装着し、10-8Paの真空中で劈開し,Ni探針での原子像観測を試みた。GaAs(110)清浄面のW探針により観察結果は多く報告されているが,Ni探針を用いたものの報告はない。本研究で作成した装置を用いて,GaAs(110)1エ1構造がNi探針により観察された。FIBを用いた探針加工実験では、W探針の加工を試験的に行い、その加工状態を評価するために、電界イオン顕微鏡による観察をこころみ、先端半径10nm程度の鋭い探針が得られたことを確認した。
蜂の巣格子中の強相関超伝導におけるHiggsモードの量子シミュレーション

素粒子物理学におけるHiggs粒子は質量の起源と密接に関連しており、最近の加速器による実験で観測され注目を集めた。他方、磁性体、超伝導体といった身の回りの物質中にもHiggs粒子に相当する粒子が存在する。しかしそれらの粒子の性質については未解明の点が多い。本研究では、極低温にまで冷却され超流動状態となった原子気体中のHiggs粒子の性質について理論的に調べた。その結果、これまで知られていない空間的に局在した新しいHiggs粒子が存在することを発見した。また、グラフェンと同様の蜂の巣格子状の原子配置を持つ気体においては、空間的に非一様な新しい超伝導状態が現れる可能性があることを指摘した。当該年度において、蜂の巣格子中の非従来型超伝導状態について群論を応用することにより、可能な超伝導状態の対称性について分類を行った。また、平均場近似の範囲で基底状態における超伝導秩序パラメタの対称性を決定し、更に相互作用の大きさを変化させたときの系の相図を決定した。蜂の巣格子の結晶の対称性を表す点群に基づいて超伝導状態の分類を行った結果、副格子の自由度により空間の対称性が偶パリティと奇パリティの状態が同じ既約表現に属することを明らかにした。そのため一様な系の場合とは異なり、スピン波動関数が1重項、3重項のどちらの場合にも空間の対称性が偶パリティ、奇パリティの状態が混ざった状態が可能となることを発見した。また、電子間の次近接格子における引力相互作用を仮定し、平均場近似を用いて各状態のエネルギーを調べた結果、スピン3重項状態でクーパー対のスピンが+1と-1の状態の重ね合わせの状態であるA1及びA2と呼ばれる状態が最もエネルギーが低く、縮退した基底状態となっていることを明らかにした。更に、内在性のスピン軌道相互作用が存在する場合には、このスピン3重項のA1, A2状態は更に安定化されることを発見した。その理由として、伝導バンドのK点、K`点近傍にある同じスピンの向きを持つ電子が、スピン軌道相互作用の影響により同じ種類の副格子に局在しているため、次近接引力相互作用によって同一の副格子間に引力が働くとき、同じスピンを持つ電子がクーパー対を形成するためであると考えられる。この考察を検証するため、ゼロドープにおけるノーマル相において乱雑位相近似を用いて調べた結果、確かに同じ向きのスピンを持つ2つの電子がクーペロンと呼ばれる束縛状態を形成して安定化し、引力相互作用の強さを大きくするとクーペロンがソフト化を起こし凝縮するときにスピン3重項の超伝導状態へと量子相転移することを発見した。前年度に引き続き蜂の巣光格子上のフェルミ原子の強相関超伝導状態の研究を行った。原子間の斥力が強いと、原子間にはスピン揺らぎを媒介とする実効的な引力が働くが、他方、同一サイトにおける斥力相互作用のため、原子間の実効的な引力は次近接サイト間に最も強く働くと予想される。そこで、本年度は蜂の巣格子における強束縛模型に、次近接サイト間の有効的な引力相互作用を仮定し、可能な超伝導状態について解析した。特に、トポロジカルな側面について検討するため、トポロジカル絶縁体を記述するKane-Meleモデルの超伝導状態について調べた。まず絶縁体状態において次近接サイト間の引力を強くしていくと、二つの原子の束縛状態であるクーペロン励起がK、K'点に凝縮することがわかった。これは、通常のBCS状態とは異なり、各バレー内でクーパー対を組むバレー内ペアリング状態が安定化する可能性を示唆している。バレー内でペアができるとクーパー対の重心運動量は有限となるため、この超伝導状態はギャップ関数が空間変調するペア密度波(PDW)状態であると予想される。そこで平均場近似により安定な超伝導状態を調べたところ、スピン・トリプレットのバレー内ペアリング状態が基底状態となることを発見した。この状態は、K、K'点に凝縮したクーパー対が軌道角運動量Lz=+1、-1を持っているため、超流動3HeのB相に類似したヘリカルなバレートリプレット状態となっており、トポロジカルな超伝導状態であると考えられる。更に、この超伝導状態は実空間においてクーパー対の対振幅が空間変調するPDW状態となっており、対振幅は隣り合うボンド符号が変化するため、Kekuleパターンと呼ばれる実空間分布を持つことがわかった。この新奇な超伝導状態は冷却原子系以外にも最近実験で超伝導が確認されたグラフェンや遷移金属ダイカルコゲナイドにおいても観測される可能性がある。平成26年度に東京理科大から東北工業大学へと転出したため、東北工業大学における教育、研究環境の整備に手間がかかり、本研究課題に対する研究に集中する事が難しかったため。

また、蜂の巣格子における非従来型の超伝導状態の分類が予想以上に複雑であったため、その解析に時間を要した。凝縮系物理これまで主に蜂の巣格子中の基底状態における超伝導状態を決定する事に重きを置いていたが、平成26年度における研究によって基底状態における超伝導相の対称性を決定できたため、平成27年度はこの超伝導状態における集団モード、特に本研究課題の中心的な目的であるHiggsモードについて研究を進めて行く。また、光格子中におけるHiggsモードの観測可能性についても解析を行う。
空気ギャップ構造導入によるマイクロ波平面回路の漏れ波損失低減に関する研究

代表的な平面型マイクロ波伝送線路の一つであるコプレナ線路(CPW)において,基板裏面に金属導体を裏打ち(金属で裏打ちされたコプレナ線路;CBCPW)する事により発生する漏れ波を基板形状の加工により抑制する方法について,時間領域差分(FDTD)法を用いた数値解析により詳細な検討を行った。その結果,CBCPWの基板裏面を削り空気溝を形成する,あるいは,基板裏面に2枚の誘電体シートを挿入する等の追加的形状加工で,大幅に漏れ損失を低減出来る事が明らかになった。また,CBCPWの誘電体基板の材料パラメータや厚みを変化させた場合についても同様の数値計算を実施し,漏れ波の低減を確認すると共に数値計算結果を系統的に整理した。これらの結果より,空気溝の形成位置や誘電体シートの挿入位置によって,漏れ波損失を最も低減出来る基板形状が存在する事が明らかになってきた。さらに,金属板を表面に貼り付けた誘電体基板を用いてミリングマシンによってCBCPWおよびその基板を加工した提案構造の試作を行い,従来形状のCBCPWと作製した提案形状の基板を有するCBCPWの漏れ波の周波数測定を行った。しかし,現有の測定装置では測定可能周波数の上限が低すぎるため,漏れ波低減の確認には至っていない。代表的な平面型マイクロ波伝送線路であるコプラナ(CPW)線路の基板裏面に溝を形成した場合および空気ギャップを介して線路基板の誘電率よりも高誘電率あるいは低誘電率の誘電体シート(AGS誘電体シート)を基板裏面に挿入した場合におけるマイクロ波漏れ損失特性について時間領域差分(FDTD)法により詳細な解析的検討を行った。その結果,溝のエッジや誘電体シートの空気ギャップ側エッジの効果によって漏れ波損失低減に対して最適な溝幅または空気ギャップ幅が存在することを明らかにした。また,試作・測定実験によりコプラナ線路の漏れ損失特性並びに本提案構造の妥当性に関する実験的検証を試みた。本補助金で購入した基板加工(ミリング)システムを用いることで保管や管理が難しい薬品等を用いずに、様々な線路幅のコプラナ線路を高精度に作製することができた。しかし,現段階では周波数特性測定機器の測定可能最高周波数が12GHzと低いため,顕著な漏れ波特性が得られていない。本提案構造の低損失効果が現れる主要周波数帯はミリ波帯にある。今後,機器の使用周波数が高周波化の一途をたどることを考慮すれば,さらに高い周波数帯での漏れ波特性等を詳細に検討できる測定環境形成が急がれる。なお,本研究で行った数値解析結果等については国際会議において成果発表し,溝を形成するあるいは誘電体基板を挿入するといった簡単な形状変更で漏れ波を低減できることについて評価を受けた。また,今後め多層回路への応用や漏れ方向のコントロールによる新機能素子への応用の可能性についての示唆も受けた。
慢性閉塞性肺疾患(COPD)の病因、病態、病型別自然歴に関する統合的研究

本研究について、第二年度として、一定の成果をあげることができた。短期、長期喫煙暴露による肺障害マウスモデルを作成し、細気管支上皮における遺伝子発現のin vivoにおける経時的変化を定量することができた。特に、抗酸化能、解毒機構に関与する遺伝子群について、それらの網羅的解析による発現プロファイルと、DNA酸化、転写機構に関する知見を得た。我々は、喫煙の急性効果と慢性効果の気道上皮の反応性の違いを明らかにし、その機序を解明する研究に取り組んでいる。ヒトの手術肺を用いて、我々はCOPD病変に及ぼす加齢と喫煙の相補的影響を明らかにした。ヒトの肺検体から、laser capture microdissection (LCM)法を用いて、細気管支上皮を選択的に採取する方法を用いて、COPD患者において選択的に上昇・低下する遺伝子をスクリーニングした。細胞内過酸化水素に対して抗酸化機構に関与するカタラーゼ遺伝子に注目し、COPD患者の細気管支上皮、およびマクロファージにおいては、カタラーゼ遺伝子、蛋白の発現が低下していることを明らかにした。気管支鏡を用いて採取した末梢気道上皮細胞を用いる研究については、中枢気道上皮に発現するNADPH系oxidaseに注目した。喫煙刺激に対してDuox1hは低下し、逆にDuox2の発現が低下することを明らかにした。ex vivo環境下での機能保持、分化に及ぼす基底膜の立体構造の影響について研究中である。また、北海道COPDコホート調査として307名の登録を行った。その中で、52名のCOPD患者を対象として、気道の評価を行った。対象とした気管支は、右肺尖枝のB1と右前肺底枝のB8で、それぞれ3次分岐から6次分岐までの気道内腔面積(Ai)と気道の外周で囲まれた気道の総断面積に対する気道壁の割合(WA%)を測定した。B1の一部を除いて、Ai、WA%とも、対標準1秒量と有意な相関を示した(WA%は逆相関)。さらに、Ai、WA%とも、末梢の気管支ほど相関係数が大きかった。一連の成果については、平成19年5月日本呼吸器学会におけるシンポジウム、ミニシンポジウム、また同年5月サンフランシスコで開かれる米国胸部疾患学会において多数の演題を発表予定である。本研究について、本年度は一定の成果をあげることができた。特に、好中球遊走に関与するCXCケモカインであるKC、MIP-2に注目して、それらの発現誘導と、好中球集積に関する知見を得た。同様にヒトの手術肺を用いて、我々はCOPD病変に及ぼす加齢と喫煙の相補的影響を明らかにしている。ヒトの肺検体から、laser capture microdissection(LCM)法を用いて、細気管支上皮を選択的に採取する方法を確立した。慢性喫煙暴露モデルにおいてスクリーニングされた遺伝子群の中から、COPD患者において選択的に上昇・低下する遺伝子をスクリーニングした。

気管支鏡を用いて採取した末梢気道上皮細胞を用いる研究において、初代培養に成功した。ex vivo環境下での機能保持、分化に及ぼす基底膜の立体構造の影響について研究中である。この成果を喫煙暴露の有無の条件下に応用する方法を確立しようと検討中である。また、北海道COPDコホート調査として307名の登録を行った。その中で、52名のCOPD患者を対象として、気道の評価を行った。対象とした気管支は、右肺尖枝のB1と右前肺底枝のB8で、それぞれ3次分岐から6次分岐までの気道内腔面積(Ai)と気道の外周で囲まれた気道の総断面積に対する気道壁の割合(WA%)を測定した。B1の一部を除いて、Ai、WA%とも、対標準1秒量と有意な相関を示した(WA%は逆相関)。さらに、Ai、WA%とも、末梢の気管支ほど相関係数が大きかった。気道病変と他の呼吸機能検査パラメーターとの関係においては、閉塞性障害の指標である、1秒率、残気量などは対標準1秒量と同様であったが、拡散能などの他の指標との相関は全く認められなかった。本研究について、第二年度として、一定の成果をあげることができた。短期、長期喫煙暴露による肺障害マウスモデルを作成し、細気管支上皮における遺伝子発現のin vivoにおける経時的変化を定量することができた。特に、抗酸化能、解毒機構に関与する遺伝子群について、それらの網羅的解析による発現プロファイルと、DNA酸化、転写機構に関する知見を得た。我々は、喫煙の急性効果と慢性効果の気道上皮の反応性の違いを明らかにし、その機序を解明する研究に取り組んでいる。ヒトの手術肺を用いて、我々はCOPD病変に及ぼす加齢と喫煙の相補的影響を明らかにした。ヒトの肺検体から、laser capture microdissection(LCM)法を用いて、細気管支上皮を選択的に採取する方法を用いて、COPD患者において選択的に上昇・低下する遺伝子をスクリーニングした。細胞内過酸化水素に対して抗酸化機構に関与するカタラーゼ遺伝子に注目し、COPD患者の細気管支上皮、およびマクロファージにおいては、カタラーゼ遺伝子、蛋白の発現が低下していることを明らかにした。気管支鏡を用いて採取した末梢気道上皮細胞を用いる研究については、中枢気道上皮に発現するNADPH系oxidaseに注目した。喫煙刺激に対してDuox1hは低下し、逆にDuox2の発現が低下することを明らかにした。
骨細胞のアポトーシスに関する研究

矯正的な歯の移動に伴う骨リモデリング反応の初期段階において、圧迫側では歯根膜線維は硝子様変性を起こし、広範囲にわたる無細胞帯の形成がみられ、その後、硝子様変性帯に近接した領域で破骨細胞が形成され、骨吸収が進行することが従来より知られている。さらに、近年、プログラムされた細胞死、すなわちアポトーシスが注目されており、広範囲にわたる無細胞帯の形成がアポトーシスと関連している可能性が考えられる。骨細胞のアポトーシスについて、昨年度は虚血再灌流により産生されたreactive oxigen speciesがアポトーシスを誘導することが知られているので、単離した骨細胞にreactive oxigen speciesの1つであるH2O2を作用させ、アポトーシスを誘導させた。その結果、H2O2の濃度依存性にアポトーシスの誘導が観察されたことを報告した。さらに、今年度は広範囲にわたる無細胞帯の形成が低酸素濃度の影響と関連している可能性に着目し、別のアポトーシス誘導法と知られている低酸素濃度下での単離骨細胞の応答を検討した。その結果、酸素濃度依存性にアポトーシスが誘導され、アポトーシスの特徴とされる核の凝縮、細胞の縮小、核の断片化、アポトーシス小体の形成などの形態学的変化が観察された。また、in vivoにおいて、ラットの歯を移動させた後の骨組織における骨細胞にもアポトーシスが誘導されていることが確認できた。そこで、骨細胞のアポトーシスについて以下の検討を行った。1.実験にはラット頭蓋冠から単離した骨細胞を用いた。すなわち、生後1日目のラットより頭蓋冠を取り出しコラゲナーゼとキレート剤を用いて骨基質より骨細胞を単離し、1日培養した後、実験材料として使用した。2.虚血再灌流により産生されたreactive oxigen speciesがアポトーシスを誘導することが知られているので、単離した骨細胞にreactive oxigen speciesの1つであるH_2O_2を作用させ、アポトーシスを誘導させた。その結果、H_2O_2の濃度依存性にアポトーシスが誘導され、アポトーシスの特徴とされる核の凝縮、細胞の縮小、核の断片化、アポトーシス小体の形成などの形態学的変化が観察された。現在、別のアポトーシス誘導法と知られている低酸素濃度下での骨細胞の応答について検討中である。今後は、in vivoにおいてラットの歯を移動させた後の骨組織における骨細胞のアポトーシスについての検討を予定している。

その結果、酸素濃度依存性にアポトーシスが誘導され、アポトーシスの特徴とされる核の凝縮、細胞の縮小、核の断片化、アポトーシス小体の形成などの形態学的変化が観察された。また、in vivoにおいて、ラットの歯を移動させた後の骨組織における骨細胞にもアポトーシスが誘導されていることが確認できた。