hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
チェレンコフ光を用いた高時間分解能TOF-PET装置の開発

TOF-PET(ポジトロン断層撮影)装置は、一対の消滅ガンマ線の飛行時間差を利用し、より雑音の少ないコントラストの高い画像を得る最先端の医療イメージング装置である。本研究では、素粒子実験用の開発された粒子検出器技術を応用して、従来のシンチレータの代わりにチェレンコフ輻射体をガンマ線検出器に使用したチェレンコフ型TOF-PET装置の開発を目指した基礎研究を進めた。その結果、従来のシンチレータ型よりも数倍優れた約120ピコ秒(半値幅)の時間分解能を得ることができた。今後、より高効率かつこう時間分解能の半導体光検出器を併用することで、より高性能のTOF-PET装置の開発が可能となることを示した。本研究では、チェレンコフ光を用いた高時間分解能TOF-PET装置の基礎技術開発を進める。申請者達が素粒子実験に用いる次世代粒子識別装置「TOP(Time-Of-Propagation)カウンター」の開発で培った、輻射体、高時間分解能光検出器や読出電子回路に関する技術を有効に活用し、従来のシンチレーション光を用いたTOF-PETよりも格段に明瞭なイメージング性能が得られることを実験的に示すことを目的としている。これまでの研究においては、海外の共同研究者により、4x4マトリックス状のPBF2輻射体と4x4マルチアノード型MCP-PMTで構成される検出器を用いて、Na線源からの対消滅ガンマ線の同時計測を行い、15mm長の輻射体で95ps(FWHM)の時間分解能が得られていた。H27年度においては、同じ海外の共同研究者と名古屋大学大学院生の協力のもとに、半導体光検出器の使用の可能性を検討するために、浜松ホトニクス社製の新型MPPC(S13360-3050CS)のサンプルを入手して、パルスレーザー光を用いた時間分解性能の基礎測定を行い、赤色光で約150ps(FWHM)、青色光で約230ps(FWHM)の時間分解能を得た。また半導体入力面上の位置依存性を詳細に測定し、半導体の構造にもとづく信号遅延時間の広がりが約60ps程度あることを明らかにした。さらにNa線源を用いて、対消滅ガンマ線の同時計測を行い、330ps(FWHM)の時間分解能を得た。研究実績の概要に記したように、平成27年度までに、光検出器の詳細な評価を行うテストベンチの製作と、Na線源からの対消滅ガンマ線を計測するシステムの構築が進み、本研究を進めるハードウェア・ツールが整った。このツールを用いて、半導体光検出器の詳細な性能測定を行うことができた。これは当初の計画では平成28年度に予定していたもので、予想以上の進展と言ってよい。その一方、測定結果を理解するとともに、今後のシステム設計の指針を決めるうえで必要となるシミュレーションコードの開発はやや遅れがあり、平成28年度に是非進めたい。本研究の目的は、チェレンコフ光を用いた高時間分解能TOF-PET装置の基礎技術開発である。申請者らが手がけてきた素粒子実験用のチェレンコフ検出器「TOP(Time-Of-Propagation)カウンター」に使われている輻射体、高時間分解能光検出器や読出電子回路に関する技術を有効に活用し、従来のシンチレーション光を用いたTOF-PETよりも格段に明瞭なイメージング性能が得られることを実験的に示すことを目標とした。H28年度においては、MCP-PMT(マイクロチャンネルプレート内臓型光電子増倍管)を用いてback-to-backのガンマ線のTOF分解能の測定を行い、輻射体中の光子の伝播時間の広がりによるTOF分解能への寄与を詳細に調べた。チェレンコフ輻射体にはフッ化鉛(PbF2)結晶を使用し、様々なサイズと結晶の表面処理として裸の状態及び黒インクやテフロンシートで覆った状態で測定を行った。その結果、最も良いTOF分解能として、サイズが5 ×5 ×5 mm^3で、表面を黒インクで覆った状態において、121 ps(半値幅)の値が得られた。この結果をシミュレーションと比較することで伝播時間の寄与をより詳しく理解することができた。上記で彫られた時間分解能は従来のシンチレータを使用したTOF-PET装置の時間分解能(約500ps)を上回っている。課題は、発光量の少ないチェレンコフ光の使用による効率の減少であるが、これについては、H27年度に性能調査を行った半導体型光センサー(MPCC)を使用することで解決可能と考えられる。よって、本研究により、チェレンコフ光を用いたTOF-PET装置の原理的な優位性を示すことができた。TOF-PETの光検出器として半導体を用いることのメリットは装置の低コスト化とMRI-PETで必要となる耐磁場性の向上にある。

平成27年度の研究において、MPPCを使って対消滅ガンマ線の時間分解能として330ps(FWHM)の結果を得た。この結果は、半導体検出器を用いた時間分解能としては(他のタイプのものと比較して)良好な結果であるが、MCP-PMTに比べると悪く、今後改良の必要がある。H27年度の研究で得られた時間分解能のレーザー波長に対する依存性は、半導体検出器内部の構造の影響を示していると考えられ、時間分解能に最適化した半導体構造をメーカーと検討してゆく。一方、時間分解能を最優先とするならば、MCP-PMTは依然として最良の検出器であり、より低コストでよい高い量子効率、より大きな有効面積をもったMCP-PMTの製作可能性を探ることも重要である。また、シミュレーションにより、測定で得られた結果を定量的に解釈理解することが必要である。入射ガンマ線と輻射体の反応(光電効果とコンプトン散乱)、発生した電子の輻射体中での運動、発生したチェレンコフ光の伝搬をシミュレートするGeant4シミュレーションコードの作成を進める。さらに、読み出し回路の検討も重要である。これまでに素粒子実験用に開発した読み出し回路や、近年開発されて市場にも出ている高時間分解能読み出し回路の適用を検討する。素粒子実験
他者存在による笑い表情の表出とリラクゼーション効果に関する健康心理学的研究

他者の表情の違いが感情に与える影響について検討するため、表情写真呈示中の自発性瞬目を測定して調べた。実験では、日本人および欧米人による笑い表情、怒り表情、無表情の表情写真を15インチのモニターに各20s呈示し、瞬目および心拍を記録した。また、表情写真に対する感情評定と印象評定も行われた。その結果、笑い表情呈示中の感情は快と評定されたものの、笑い表情よりも怒り表情を見ているときのほうが瞬目は少なかった。他者の怒り表情に対してより注意や興味が向けられる一方で、笑い表情を見ているだけでポジティブな感情が喚起される可能性が示された。また、表情操作が写真刺激によって喚起される感情に与える影響について調べるため、表情操作をしながら写真を見ているときの感情を生理反応と主観的評定から検討した。表情操作はストローのくわえ方によって行い、被験者には顔面体操であると説明された。その結果、悲しい顔をしていると心拍率が高く、一方、笑顔を作りながら快刺激を見た時は不快刺激を見たときに比べて表情表出が容易であると評定された。写真の内容と表情が示す感情が一致していると自然に表情が表出しやすく、その感情が喚起される傾向にあることが示唆された。さらに、他者の存在と瞬目の関係についての基礎的データを収集するため、評価者の存在が課題遂行と生理反応に与える影響に関する予備的な実験も実施したところ、課題の内容によって他者の存在の有無と瞬目の増減の関連性が異なっていた。難しさや処理形式といった課題の質的な違いが、評価者の存在の有無による瞬目の変化に影響することが明らかになった。加えて、音楽によるリラクセーションと生理反応の変化を、リラックス効果の有無に関する教示の影響の側面から分析した。教示の内容と曲調が一致していると瞬目が減少することが見出され、瞬目がリラクセーションの有効な生理指標であることが確認された。以上、他者の存在の有無やその表情が、喚起されるポジティブな感情や笑い表情に影響を与えることが示された。他者の存在が笑い表情の表出に与える影響と、そのリラクゼーション効果について検討するため、まず本年度は、他者の存在と喚起される感情について主観的評定および生理反応を測定して調べた。表情は他者に感情を伝える重要な機能を持っているが、その表情表出は喚起された感情に支配されている。また、誰かがそばにいることで誘発された感情によって、最終的にストレスの低減とリラクゼーションがもたらされるのかにも着目した。実験では、快-不快感情喚起刺激を用い、他者がいない条件、同性の友人1人が一緒にいる条件の2条件を設定し、刺激に対する快-不快評定、および生理反応として瞬目と心拍を測定した。刺激に写真刺激を用いた1実験と環境音刺激を用いた1実験を行った。それに先立ち、快-不快刺激呈示に対する主観的感情と生理反応の変化についての基礎的データを収集するため、予備的な1実験も実施した。その結果、他者がいるほうがいないよりも、刺激提示中の心拍率と瞬目率が低かった。他者の存在によって、緊張や不安が緩和され、ストレスの低減とリラクゼーション効果があったことが可能性が示された。特に、視覚刺激提示中の他者がいるときの瞬目は、快刺激の場合により減少した。友達と一緒にいることが快刺激に対する興味や関心を高めたと考えられる。また、主観的評定においては、他者の存在によって、快刺激に対してはポジティブな認知が促進され、不快刺激に対してはネガティブな認知が抑制された。加えて、他者がともにいる場合の感情および表情の同調について調べるため、二者対面状況での会話中の瞬目行動を分析した。その結果、会話中の対面している二者の瞬目数には正の相関関係があり、さらに発話量との正の相関関係も認められた。表情の一部であり、感情の喚起と関連の深い生理反応である瞬目が、対面している他者の瞬目に同調することが明らかとなった。以上、他者の有無が喚起される感情や表情の一部に影響を与えることが示された。これらを足がかりとして、次年度から、特に笑い表情の表出に限定し、さらに他者存在によるストレスの低減やリラクゼーション効果に着目していく。他者の存在が笑い表情の表出に与える影響と、そのリラクゼーション効果について検討するため、他者の存在の有無による笑い表情の表出と喚起される感情の違いについて、主観的評定および表情を測定して調べた。実験では、お笑いタレントが登場するコントを編集した映像刺激を用い、他者がいない条件、同性の友人1人が一緒にいる条件の2条件を設定し、映像に対する面白さの評定、および映像視聴中の表情をビデオ記録して分析した。その結果、1人よりも2人で見たときのほうが映像は面白いと評定され、笑い表情の表出回数も多かった。他者の存在によって、ポジティブな感情が喚起されて表情も豊かになり、ストレスが低減する可能性が示された。また、表情写真が笑い表情の表出に与える影響について調べるため、表情写真呈示中の観察者の表情筋筋電図を記録した。その結果、笑顔の写真を見ている時には、他の表情写真を見ている時に比べて大頬骨筋の反応が大きく、写真の表情と同調的な表情が見られた。人の笑顔を見ていると緊張や不安が緩和され、最も笑顔になりやすいことが示唆された。さらに、写真に対するリラックス感と感情の関係についての基礎的データを収集するため、予備的な実験も実施したところ、快であると同時に覚醒度の低い写真のほうがよりリラックスすると評定された。

特に、湖やボートなど水辺の写真についてリラックスできると感じた人が多く、視覚的には自然景観を見ることがリラックス感を得る1つの手段になっていることが明らかになった。加えて、仮想的な他者の存在として、アバターを用いたチャット時の対人行動を分析した。異性とのチャット中にパソコン画面に呈示されたCGで作成されたアバターに対して、笑い表情の表出回数、注視回数、注視時間の増加が認められた。以上、他者の存在の有無やその表情が喚起されるポジティブな感情や笑い表情に影響を与えることが示された。最終年度では、存在している他者の表情によるリラクゼーション効果について、さらに検討を深める。他者の表情の違いが感情に与える影響について検討するため、表情写真呈示中の自発性瞬目を測定して調べた。実験では、日本人および欧米人による笑い表情、怒り表情、無表情の表情写真を15インチのモニターに各20s呈示し、瞬目および心拍を記録した。また、表情写真に対する感情評定と印象評定も行われた。その結果、笑い表情呈示中の感情は快と評定されたものの、笑い表情よりも怒り表情を見ているときのほうが瞬目は少なかった。他者の怒り表情に対してより注意や興味が向けられる一方で、笑い表情を見ているだけでポジティブな感情が喚起される可能性が示された。また、表情操作が写真刺激によって喚起される感情に与える影響について調べるため、表情操作をしながら写真を見ているときの感情を生理反応と主観的評定から検討した。表情操作はストローのくわえ方によって行い、被験者には顔面体操であると説明された。その結果、悲しい顔をしていると心拍率が高く、一方、笑顔を作りながら快刺激を見た時は不快刺激を見たときに比べて表情表出が容易であると評定された。写真の内容と表情が示す感情が一致していると自然に表情が表出しやすく、その感情が喚起される傾向にあることが示唆された。さらに、他者の存在と瞬目の関係についての基礎的データを収集するため、評価者の存在が課題遂行と生理反応に与える影響に関する予備的な実験も実施したところ、課題の内容によって他者の存在の有無と瞬目の増減の関連性が異なっていた。難しさや処理形式といった課題の質的な違いが、評価者の存在の有無による瞬目の変化に影響することが明らかになった。加えて、音楽によるリラクセーションと生理反応の変化を、リラックス効果の有無に関する教示の影響の側面から分析した。教示の内容と曲調が一致していると瞬目が減少することが見出され、瞬目がリラクセーションの有効な生理指標であることが確認された。以上、他者の存在の有無やその表情が、喚起されるポジティブな感情や笑い表情に影響を与えることが示された。
樹木年輪中宇宙線起源核種の分析による太陽活動および宇宙線量の長期変動に関する研究

本研究では、過去1万年間の太陽活動復元に見られる数千年以上の経年変化に関して制約を与えるために、樹木年輪中の宇宙線生成核種・炭素14を単年輪毎に分析し、太陽活動を反映する11年/22年周期変動の伸縮を検出した。その変遷から太陽活動の長期変化について検証を行ったところ、過去1万年間においては数千年以上のスケールでの有意な経年変化は存在しないことが明らかとなった。本研究の目的は、太陽活動および宇宙線飛来量の1万年スケールの長期変化の有無を明らかにし、太陽活動史および宇宙線変動史における現在の両者の位置づけを明確にすることである。申請者は、埋没樹木の年輪に含まれる宇宙線起源核種・炭素14のデータを1年分解能で取得し、太陽活動度の絶対値を反映するいわゆる太陽11年周期の周期長の伸縮を検出することで、特に議論が大きく分かれている7000年前頃における太陽活動度を厳密に復元し、太陽活動および宇宙線変動に1万年スケールの経年変化があるかどうかを検証することを試みている。本年度は、青森県の地層より7000年前に枯死したヒバの樹幹をサンプリングし、年層の分離、化学処理ののち、枯死年代の決定を行った。また年層毎の炭素14濃度の分析を東京大学およびオーストラリア国立大学の加速器質量分析計を用いて行った。高精度での分析により、太陽活動を反映する周期的な変動のシグナルが得られている。太陽活動の1万年スケールの長期変動については、これまでに相反する2つの説が出されていたが、その説の真偽を見分けられる精度のデータが得られつつある。次年度にさらに分析年代を拡張し、最終的な結論を出す。本研究では、樹木年輪に含まれる宇宙線起源核種・炭素14のデータを高精度で1年毎に取得し、太陽活動度を反映するいわゆる太陽11年周期の周期長の伸縮を検出することで、過去1万年間の太陽活動史を検証した。測定には、東京大学およびオーストラリア国立大学の加速器質量分析計を用いた。従来の10年値での炭素14データによる太陽活動の復元からは、現代の太陽活動が過去8000年間の中でも特異的に活発である可能性が示唆され大きな議論を呼んでいたが、過去8000年間に起こった2つの太陽活動活発期に対応する紀元前5200年頃および西暦300年頃について埋没ヒバと屋久杉を用いて11年周期の復元を行ったところ、11年よりも有意に短い89年程度の周期が検出された。これは、西暦900年頃の中世太陽活動活発期の早期において検出された9年周期と同程度の周期長である。一方、太陽活動極小期については普遍的に1314年程度の周期が検出されてきている。以上の結果から、過去8000年間においては200年スケールで増減する太陽活動度の極大と極小に特に顕著な長期的な変化はみとめられないことが示唆された。
アート錯体を機軸に金属錯体を用いる多元素環状化合物の高選択的合成

4H-1,2-ベンズオキサジン類は、その単純な骨格にもかかわらず未だ一般的な合成法が確立していないヘテロ環化合物であり、その有機合成化学または他の応用化学分野における有用性に興味が持たれる。本研究では、トリフルオロメタンスルホン酸(TFSA)または種々のルイス酸を用いた4H-1,2-ベンズオキサジン類の高効率的な合成法とその反応性について検討を行った。Methyl 3-aryl-2-nitro-propionateを、CHCl_3中で過剰量のトリフルオロメタンスルホン酸(TFSA)存在下50°Cで撹拌すると、様々な官能基R共存下、分子内閉環反応が速やかに進行し、目的の4H-1,2-benzoxazine(1)を高収率で与えることを見出した。同様の反応は塩化チタンなど過剰量のルイス酸を用いた場合にも進行した。得られたヘテロ環化合物は加熱処理によりo-benzoquinonemethideを発生し、スチレン存在下でDiels-Alder付加体を与えた。また、1のエステル部位を加水分解すると容易に脱炭酸して2-hydroxyphenylacetonitrile類を与えた。これらの結果は、4H-1,2-benzoxazin類が酸素官能基化芳香族化合物合成の新たな中間体となりうることを示唆するものである。環状化合物を構築する際には,分子内の求核成分と求電子成分との(付加もしくは置換)反応により結合形成を試みるか,あるいは2分子が反応して同時に2箇所の結合を作る環化付加反応を用いるのが一般的である.今回そのいずれの反応においてもアート錯体が有効であることを見いだし,アート錯体の特徴である官能基(化学)選択的な性質を最大限活用した多元素環状化合物の構築への展開を検討した.たとえば、ヨードエポキシド体を用いたハロゲン-メタル交換反応と,それに続く分子内エポキシド開環反応について,種々の金属試薬を用いて検討を行ったところ,金属試薬としてnBuLiを用いると,5-exo閉環体が,EtMgBrを用いると,6-endo閉環体が選択的に生成した.また,金属試薬としてMe_3ZnLiを用いた場合,5-exo閉環体と6-endo閉環体の生成比が4:96となり,6-endo閉環体が主成績体となった.これに対し,当研究室で開発された高配位型亜鉛アート錯体を用いた場合,配位子の種類に関係なく,生成比がMe_3ZnLiを用いた場合とは完全に環化方向が逆転した.環状化合物を構築する際には、分子内の求核成分と求電子成分との(付加もしくは置換)反応により結合形成を試みるか、あるいは2分子が反応して同時に2箇所の結合を作る環化付加反応を用いるのが一般的である。最近、筆者らはそのいずれの反応においてもアート錯体が有効であることを見いだし、アート錯体の特徴である官能基(化学)選択的な性質を最大限活用した多元素環状化合物の構築への展開を検討している。たとえば、ヨードエポキシド体を用いたハロゲン-メタル交換反応と、それに続く分子内エポキシド開環反応について種々の金属試薬を用いて検討を行ったところ、金属試薬の違いにより、環化方向が完全に逆転した。これらの選択性はBaldwin則では説明できず、Baldwinが予想した要因以外に環化方向を支配する原因が存在することを示唆している。そこで、本研究では有機化学的手法のみならず物理学的手法および計算科学的手法を用いて、本閉環反応における環化方向の決定に関わる要因(エポキシド環からβ位に存在するヘテロ原子の効果と用いる金属錯体の違い)を解明することができた。
基本感情についての計量心理学的研究

研究当初に設定した目標は以下の三つであった:(I):基本感情がいくつあって,何次元の空間で表わせるかを, SD法などの方法によって調べる. (II):哲学その他の文献を用いて,感情の定義を行ない,それを記号化してみる. (III):基本感情に近い「おかしさ」の行動表現でもある「笑い」について,そのメカニズムを解明し,計量心理学的に笑いの方程式を求める.これらの目的を達成すべく研究を進めてきたが,その成果を研究業績との関係で示すと以下の通りである:目的I:論文1,2.発表1,5,6,7.目的II:論文1,3.発表2,5.目的III:論文4.発表3,4,8,9.以下でわかる通り,この2年間は科研費のおかげで,完全に「基本感情についての計量心理学的研究」に研究を集中させることが出来た.明らかになった主な事柄は以下の通り:1)基本感情をSD法によってとらえる方法がかなり有効であることがわかり,基本感情は78ケであろうとしたが,どれどれが,その基本感情であるのかについては,今後一層の研究が待たれる(目的(I)の解).2)種々の感情が,状況からどの様にして生ずるものかを定義の形で記述し,それを筆者が主として作成した約30種類の感情記号によって表現してみた.その結果,感情の構造間の一致や対立性など,多くの興味ある関係や規則を見通すことが出来る様になったが,用いた記号がやや主観的との,記号論理学者達(主として吉田夏彦研究室のスタッフ達)から批判を受けたので,これからは命題論理,述語論理,様相論理の知見を取り入れつつ,記号化を改良してゆく必要を感じている.3)「笑い」を,桂米朝の落語テープを再生したものなどのイメージ調査によって研究した結果,かなりの程度「笑い」も予測可能なことを見出し,米朝もこれを高く評価してくれている.研究当初に設定した目標は以下の三つであった:(I):基本感情がいくつあって,何次元の空間で表わせるかを, SD法などの方法によって調べる. (II):哲学その他の文献を用いて,感情の定義を行ない,それを記号化してみる. (III):基本感情に近い「おかしさ」の行動表現でもある「笑い」について,そのメカニズムを解明し,計量心理学的に笑いの方程式を求める.これらの目的を達成すべく研究を進めてきたが,その成果を研究業績との関係で示すと以下の通りである:目的I:論文1,2.発表1,5,6,7.目的II:論文1,3.発表2,5.目的III:論文4.発表3,4,8,9.以下でわかる通り,この2年間は科研費のおかげで,完全に「基本感情についての計量心理学的研究」に研究を集中させることが出来た.明らかになった主な事柄は以下の通り:1)基本感情をSD法によってとらえる方法がかなり有効であることがわかり,基本感情は78ケであろうとしたが,どれどれが,その基本感情であるのかについては,今後一層の研究が待たれる(目的(I)の解).2)種々の感情が,状況からどの様にして生ずるものかを定義の形で記述し,それを筆者が主として作成した約30種類の感情記号によって表現してみた.その結果,感情の構造間の一致や対立性など,多くの興味ある関係や規則を見通すことが出来る様になったが,用いた記号がやや主観的との,記号論理学者達(主として吉田夏彦研究室のスタッフ達)から批判を受けたので,これからは命題論理,述語論理,様相論理の知見を取り入れつつ,記号化を改良してゆく必要を感じている.3)「笑い」を,桂米朝の落語テープを再生したものなどのイメージ調査によって研究した結果,かなりの程度「笑い」も予測可能なことを見出し,米朝もこれを高く評価してくれている.「交付申請書」では、(1)基本感情の数調べと(2)感情の定義と記号化と(3)笑いのメカニズム解明という3つの目的を挙げたが、2年計画のうちの初年度である本年は、そのうちの前2つの目的をめぐって集中的に研究を行ない、次頁の雑誌論文に示す通り、かなりの程度まで成果を上げ得たと思う。「本年度の研究実施計画」【I】【IV】のうち、【I】-1と【I】-2の絵画スライドセットと音楽テープの購入を終わり、実験の計画中である。【II】の小説からの感情表現場面の抽出を終え、筆者の行なった各感情の定義がどの程度まで妥当するかを分析中である。【III】の笑いについては、目下実験を通じて計量心理学的に研究中で成果は日心大会(62年度)に発表を申し込んである。【IV】の感情の心理学的研究を行なっておられる研究者(戸田氏と浜氏)との交流の道は、本年度の出張によって開かれることになった。研究によって得られた「新たな知見と成果」とを以下に記す:感情は、ウッドワース・シュロスバーグらの有名な円環構造から誤解される様な、2基本感情から合成されるという単純なものではなく、68ケの基本感情から合成されるものではないか、ということが1つの結論である。このことより詳細な実証のためには、通常の因子分析法ではなく、既に因子分析法の発展史の上からは消え去ろうとしている。ガットマンのラデックス法という特殊な因子分析法を用いた感情の実験的研究が、日本人を被験者として必要不可欠であるが、これは日本では成されたことがなく、目下筆者が実験と解析の最中である。

感情の定義とその記号化は、梅原猛論文(1972)に基づいて、その考えを改良発展させ、人間工学会と日心大会で発表し、梅原氏をはじめとする多くの人達からの好評を得ている。要するに、驚き,喜びなど14種類の感情を、梅原よりは論理的に、定義に基づいて記号化し、感情相互の類似性と反対性を論じ、要素間の関係についても考察を加えることが出来た。
マルチアングルマニピュレーターによる革新的内視鏡下消化管吻合術の開発と評価

先端がマルチアングルに屈曲する内視鏡手術用鉗子により,難易度が高いといわれる,内視鏡下の消化管吻合法を開発し,基礎的実験を行い,さらに臨床に導入しそれらを評価した.基礎的実験において実験モデル下での胃十二指腸吻合は容易に導入可能であり,急性期を想定した吻合強度は十分であると判断された.Radiusによる腹腔鏡下胃切除後の吻合へのRadiusの導入は安全に施行可能であると判断された.また,臨床成績は容認できると判断された.先端がマルチアングルに屈曲する内視鏡手術用鉗子により,難易度が高いといわれる,内視鏡下の消化管吻合法を開発し,基礎的実験を行い,さらに臨床に導入しそれらを評価した.基礎的実験において実験モデル下での胃十二指腸吻合は容易に導入可能であり,急性期を想定した吻合強度は十分であると判断された.Radiusによる腹腔鏡下胃切除後の吻合へのRadiusの導入は安全に施行可能であると判断された.また,臨床成績は容認できると判断された.平成19年度に実施された研究内容は、腹腔鏡下胃切除モデルを作成し,Radius Surgical System(Radius)を用いておこなわれた胃十二指腸吻合の評価である.内視鏡外科手術用トレーニングボックス(Tuebinegn MIS Trainer^<TM>, Richard Wolf GmbH, Knittlingen, Germany)にブタの上腹部臓器(胃十二指腸ならびに小腸一部)を組み込み,腹腔鏡下胃切除モデルを作成した.胃十二指腸の境界を離断し,その後,同部位の吻合を行った.吻合は3-0吸収編糸による連続一層吻合でおこなった.吻合手技はすべて,Radiusの扱いに十分慣れた同一外科医により行われた.デジタルビデオレコーダーにて,20回全ての吻合時間を記録測定した.1.吻合手技時間は,20回までに緩やかな短縮傾向を示した.手技習得回数(ラーニングカーブ)は,10回前後と判断された.2.吻合部に,肉眼的に明らかな「綻び」および「組織損傷」があるかを確認した.明らかな綻びは認められず,組織損傷は合計3か所認められた.組織損傷は,吻合回数にかかわらず不定期に認められた.1.の習得回数と相関はないと考えられた.3.吻合完成後は,吻合個所の両端を結紮して,加圧バックを使用し,生理食塩水を用いた耐圧試験をおこなった.漏れが認められるまでの最高耐圧を記録した.最高耐圧平均値は320mmHgであった.耐圧は吻合後(術後)急性期における吻合部の強度を再現することが予想され,平均圧は十分であると考えられた.13の結果を総合的に検討すると,Radiusによる腹腔鏡下での胃十二指腸吻合は容易に導入可能であり,急性期を想定した吻合強度は十分であると判断された.平成18年度に実施した研究結果から, Radius Surgical System(Radius)は基礎実験(動物臓器モデルによる実験)レベルでは,消化管の縫合に安全に導入できることが立証された.この結果をもとに,平成19年度に実施された研究内容は、臨床における腹腔鏡下胃切除において, Radiusを用いておこなわれた消化管吻合の導入と評価である.臨床で既に行われている,腹腔鏡下の胃切除術において,その消化管の縫合,吻合の多くは既存の自動縫合器(ステープラー)を用いた食道と残胃の吻合,食道と空腸,または残胃と空腸の吻合が行われる.しかしながら,このステープラーを挿入した挿入口は何らかの手段により縫合閉鎖しなければならない.この作業に, Radiusを導入して縫合閉鎖を行った.当該年度中に行われた臨床導入例は総計11例であった.結果1.臨床導入例の内訳は,食道-残胃吻合: 2例,食道-空腸吻合: 5例,残胃-空腸吻合, : 4例であった.2.いずれの吻合においても,有意な出血は認められなかった.3.いずれの吻合においても,他臓器の損傷は認めなかった.4. 1例の微小な縫合不全を認めたが保存的に軽快治癒した.その他では縫合不全は認めなかった.5.いずれの症例も致死症例はなかった.15の結果を総合的に検討すると, Radiusによる腹腔鏡下胃切除後の吻合へのRadiusの導入は安全に導入可能であると判断された.また,臨床成績は容認できると判断された.
DCUHV送電システムにおけるイオン流と空間電荷の検知-制御及び生物反応問題

電気エネルギーの高密度輸送方式として、系統安定度などの点でACより有利なDCUHV送電方式が我国でも検討され始めている。これに伴い、その外部絶縁に関して送電線コロナに起因するイオン流帯電現象ならびに人間生活に悪影響を及ぼさない電磁環境となる新送電方式に対する関心が高まっている。本研究は、筆者らのこれまでの研究の延長線上にあるもので、今年度は、DCUHV送電設備におけるイオン流場内の浮遊物体が絶縁システムの絶縁耐力に及ぼす影響と、電界中における人工脂質二重膜およびDNA分子の挙動を調べることにより、電磁環境下における生物反応問題を細胞・分子レベルで検討した。以下に、得られた主な結果を記す。1.浮遊物が絶縁システムの絶縁耐力に及ぼす影響球ギャップ間に浮遊金属がある場合の破壊特性を系統的に調べた結果、浮遊金属の形状、大きさ、位置、ギャップ長などの影響を受けることが明らかになつた。更に、電界解析結果に基づく検討を行った結果,電極表面電界強度によって、放電機構が変化することが示唆された。2.パルス電界による人工脂質二重膜の可逆破壊機構細胞膜のモデルとして人工脂質二重膜を用い、パルス電界による可逆破壊機構について検討を行った。ランプ電圧を用いたボルテージクランプ法の実験結果から、可逆破壊が発生する膜電圧は電圧上昇率や電圧印加時間の影響を受けることが明らかになった。系統安定度と絶縁レベルの点でACより有利なDCUHV送電方式がわが国でも本格的に検討され始めており、その外部絶縁に関連してイオン流帯電現象ならびに電磁環境問題に対する関心が高まっている。本研究は、筆者のこれまでの研究の延長線上にあるもので、今年度は、特に浮遊物体が絶縁システムの絶縁耐力に及ぼす影響の検討と、人工脂質二重膜のパルス高電界下における可逆破壊過程の機構解明に重点をおいて研究を実施した。以下に得られた主な結果を記す。1.浮遊物体が絶縁システムの絶縁耐力に及ぼす影響(1)球ギャップ間に浮遊金属がある場合の破壊特性を系統的に調べた結果、浮遊金属の形状、大きさ、位置、ギャップ長などの影響を受けることが明らかになった。(2)球ギャップ間に浮遊金属がある場合の電界解析結果に基づき(1)の破壊機構について検討を行った結果、浮遊金属の位置に依存して変化する電極表面電界強度によって、放電機構が変化することが示唆された。2.細胞膜のモデルとして人工脂質二重膜を用い、パルス電界による可逆破壊機構について検討を行った。1.浮遊物体が絶縁システムの絶縁耐力に及ぼす影響球ギャップ間に浮遊金属がある場合の破壊特性を系統的に調べた結果、浮遊金属の形状、大きさ、位置、ギャップ長などの影響を受けることが明らかになった。更に、電界解析結果に基づく検討を行った結果、電極表面電界強度によって、放電機構が変化することが示唆された。
カイラル対称性の部分的回復に関する実験的研究

原子核内部におけるカイラル対称性の部分的回復現象を調べるために、SPring-8における2.4GeVレーザー電子光ビームを原子核標的に入射し、放出される複数のγ線を検出する実験を行った。現在、次の4つの物理過程について解析が進められている。過程1)では、カイラル相転移のオーダーパラメータに密接に関係するスカラー粒子σの原子核中での性質の変化を調べている。タングステン標的と炭素標的に対するπ^0π^0の不変質量分布の比は、不変質量が小さいところで大きくなっており、カイラル対称性の部分的回復が原子核中で起こっていることを示唆している。ただし、2π閾値付近では、3π^0等のチャンネルからのfakeな2π^0事象が無視できず、これらの影響に関する詳細な解析がなお進められている。過程2)では、ωの運動量が大きいところではその不変質量は変化しないが、運動量が小さいところでは質量が小さくなり、且つ幅が増大するという傾向が観察されている。このチャンネルに対してもバックグラウンドの評価が重要であり、詳細な検討を行っている。過程3)では、超前方(10度以下)に放出されるsingle π^0のビーム非対称度Σの測定を行い、前方にも拘わらず、Σ【approximately equal】1という結果を得た。これは全く新しい実験結果である。尚、このチャンネルの測定を通して、LEPSビームによる超前方(3°)の測定が可能であることが示された。過程4)では、このエネルギー領域ではπ^0ηが殆どa_0メソンからのものであり、かつa_0pの閾値付近に共鳴状態がある可能性を示している。この他、原子核中におけるφメソンの相互作用を調べ、φメソンの性質が変化している可能性を示した。一方、附属原子核理学研究施設での新GeVγビームラインは整備され、3x10^7 photons/sの標識化光子ビーム強度で実験を行えるようになった。又、将来の電磁カロリメータ開拓の一環として、BSO単結晶に関する研究を進めた。本年度は、当初の予定通り、核理研新ガンマ線実験室への光子ビームの標識化装置を整備し、新標識化ガンマ線ビームラインを立ち上げ、次年度の実験条件を整えた。1.2GeV STBリング内に内部標的を挿入し、ガンマ線ビームを生成する方法をとっているが、この研究開発の最初の段階では、内部標的によって乱された電子によって、きれいなガンマ線ビームを取り出すことができなかった。しかし、加速器に新たに電子シャントやステアリング等を導入することによって、周回する電子の軌道や傾きを変えるなどしてこの問題を解決した。ビームラインとして、実験に使えるようになったが、現在も、新ガンマ線ビームラインの特性を細かく調べ、改良を続けている。なお、光子ビーム標識化装置は、加速器の1つの偏向電磁石の内側にすべて挿入するというやり方を採用し、時間分解能の良い標識化に成功した。本年度は上記の研究と平行して、SPring-8において、原子核内部におけるカイラル対称性の部分的回復に関する実験を推し進め、この研究の第1段階を終了した。後方用半球型2πガンマ線検出器(BG)は、252本の鉛シンチレーション検出器の集合体であるが、1つの故障もなくデータをとることができた。これに加えて、新たに前方用ガンマ検出器(FG)PWO252本を追加した。

この検出器は、入射光子ビーム(レーザー電子光)に対して5度から15度までを覆い、電磁カロリメータとしては、これまでに誰も見たことがない超前方事象を捉えている。後方用ガンマ線検出器と組み合わせて測定を行い、無事にデータをとることができた。標的は、CH2,C, Wの3種類であった。現在、そのデータ解析を進めているところである。原子核内部におけるカイラル対称性の部分的回復現象を調べるために、Spring-8における2.4GeVレーザー電子光ビームを原子核標的に入射し、放出される複数のγ線を検出する実験を行った。現在、次の4つの物理過程について解析が進められている。過程1)では、カイラル相転移のオーダーパラメータに密接に関係するスカラー粒子σの原子核中での性質の変化を調べている。タングステン標的と炭素標的に対するπ^0π^0の不変質量分布の比は不変質量が小さいところで大きくなっており、カイラル対称性の部分的回復が原子核中で起こっていることを示唆している。過程2)では、ωの運動量が大きいところではその不変質量は変化しないが、運動量が小さいところでは質量が小さくなり、且つ幅が増大するという結果を得た。過程3)では、超前方(10度以下)に放出されるsingle π^0のビーム非対称度Σの測定を行い、前方にも拘わらず、Σ【approximately equal】1という結果を得た。これは全く新しい実験結果である。過程4)では、このエネルギー領域ではπ^0ηが殆どα_0メソンからのものであり、かつα_0Pの閾値付近に共鳴状態がある可能性を示している。この他、原子核中におけるφメソンの相互作用を調べ、φメソンの性質が変化している可能性を示した。核理研での新GeVγビームラインは整備され、3×10^7Photons/sの標識化光子ビーム強度で実験を行えるようになった。その結果、S_11(1535)共鳴のηN系との結合定数が原子核中では変化するという結果が得られた。
抗リン脂質抗体症候群におけるLA検査法の評価と臨床所見との関連

●研究目的日本血栓止血学会がLAスクリーニング検査の標準試薬として推奨しているPTT-LAの基礎的評価および他のLA検査結果との比較検討を行う。●研究方法健常者32名からクエン酸ナトリウム加血漿を得て、PTT-LAを測定した。採血条件、遠心回数、血小板除去フィルター使用の有無による、正常値の算出を行った。さらに、KCT(180秒以上)の延長した患者検体14例(KCT-Mixing testにおいて陽性10例、保留2例、ワルファリン使用陰性2例)を用いてPTT-LA、KCT、APTT-SLA、dRVVT-におけるMixing testの結果を比較し、その乖離例の原因についても検討した。●研究成果遠心条件2,000g、15分、20°Cで処理した血漿でのPTT-LAの正常値は、1回遠心処理で33.744.2秒、2回遠心処理で33.545.1秒、1回遠心後フィルター処理で37.749.7秒であった。PTT-LAでのLA陽性検体はすべてKCTでも陽性となったが、KCT陽性検体の中にはPTT-LAで陰性となる検体が1例見られた。しかし、この乖離例ついては検体残量が少なく原因究明には至らなかった。
発達性協調運動症児のタイプ分類と感覚統合療法による介入効果の検証

発達性協調運動症(Developmental Coordination Disorder:DCD)児に対し、神経基盤の改善に焦点をあてた、感覚統合療法を行うことにより、協調運動の改善を目的とし、子どもの感覚、運動遂行にどのような効果があるのかを明らかにする。ランダム化比較試験の手法に従い、対象者を2群に分け、個別の感覚統合療法を週に2回20回提供することとする。さらに、DCD児の感覚や運動の特徴および、併存症によるタイプ分類を行い、まだ明らかになっていないDCD児のサブタイプ分類について検証することとする。
トランスジェニックメダカを用いた性決定遺伝子DMYの機能解析

多くの脊椎動物では、授精の瞬間に決定された遺伝的な性別に従って、未分化生殖腺がメスでは卵巣に、オスでは精巣に分化することで、個体の性別は決定される。脊椎動物の性決定遺伝子は、哺乳類のSRY/SryとメダカのDMYのみが報告されているが、ほ乳類においてもその具体的な機能はよくわかっていない。そこで本研究では申請者自ら同定したメダカ性決定遺伝子DMYが発生過程のどの時期に働くことで、未分化生殖腺をオスの方向(精巣)へ向かわせるのかを明らかとすることを目的とし、DMYを好きな時期にDMYの発現を停止できる実験系構築を試みた。多くの脊椎動物では、授精の瞬間に決定された遺伝的な性に従って、未分化生殖腺がメスでは卵巣に、オスでは精巣に分化することで、個体の性は決定される。しかし、現在までのところ分かっている性決定遺伝子は、哺乳類のSRY/SryとメダカのDMYのみである。本研究は、申請者自ら同定したメダカの性決定遺伝子DMYが発生過程のどの時期に働くことで、未分化生殖腺をオスの方向(精巣)へ向かわせるのかを明らかとすることを目的としている。具体的には、cre組換酵素の誘導によりDMY発現を誘導もしくは停止できる実験系を構築しようとするものである。このためには、まず3つのコンストラクトを作成する必要がある。(1)Cre組換酵素の発現が誘導できるンストラクト、(2)DMYトランスジェニックコンストラクトを細工してloxP配列を挿入し、loxPに挟まれた部分が抜けた場合にDMY遺伝子が機能しなくなるコンストラクト、具体的には第2イントロンと第3イントロンにloxP配列を挿入することにより、Cre組換酵素の作用で第3エクソンが抜けるDMY-offコンストラクト、(3)同様に第2イントロンにloxPに挟まれた、終止コドンを含む第3エクソンを挿入することでDMYが機能しない状態にし、Cre組換酵素の作用でloxPに挟まれた領域が抜けることでDMY機能が復活するDMY-onコンストラクト、である。本年度はこれらのコンストラクト作成を試みた。DMYの遺伝子領域、発現制御領域を加えたゲノム領域(約120kb)に加えで、生殖細胞特異的緑色蛍光タンパク質を発現する(生殖細胞特異的な遺伝子の発現制御領域に緑色蛍光タンパク質遺伝子をつないだ)コンストラクトと、眼の水晶体特異的に赤色蛍光タンパク質を発現する(水晶体特異的な遺伝子の発現制御領域に赤色蛍光タンパク質遺伝子をつないだ)コンストラクトとを連結とたことで、次世代に外来遺伝子が遺伝したことを簡単に確認できた。多くの脊椎動物では,授精の瞬間に決定された遺伝的な性に従って,未分化生殖腺がメスでは卵巣に,オスでは精巣に分化することで,個体の性は決定される。しかし,現在までのところ分かっている性決定遺伝子は,哺乳類のSRY/SryとメダカのDMYのみである。本研究は,メダカの性決定遺伝子DMYが発生過程のどの時期に働くことで,未分化生殖腺をオスの方向(精巣)へ向かわせるのかを明らかとすることを目的とした。具体的には,cre組換酵素の誘導によりDMY発現を誘導もしくは停止できるトランスジェニックメダカを作出しようとするものである。誘導発現系の構築のためにGeneSwitchシステム(invitrogen社)を使って,Cre組換酵素の発現が誘導できるンストラクトを構築し,顕微注入法によりトランスジェニックメダカの作出を試みた。また,DMYトランスジェニックコンストラクトを細工して10xP配列を挿入し,10xPに挟まれた部分が抜けた場合にDMY遣伝子が機能しなくなるコンストラクト,具体的には第2イントロンと第2イントロンに10xP配列を挿入することにより,Cre組換酵素の作用で第3エクソンが抜けるDMY-offコンストラクトを構築し,トランスジェニックメダカを作出した。このコンストラクトには生殖細胞特異的緑色蛍光タンパク質を発現する(生殖細胞特異的な遺伝子の発現制御領域に緑色蛍光タンパク質遺伝子をつないだ)コンストラクトと,眼の水晶体特異的に赤色蛍光タンパク質を発現ずる(水晶体特異的な遺伝子の発現制御領域に赤色蛍光タンパク質遺伝子をつないだ)コンストラクトとを連結したことで,次世代に外来遺伝子が遺伝したことを簡単に確認できる様にした。これらの結果,cre組換酵素はメダカ生体内で機能する一方,Mifepristoneによる遺伝子発現制御はメダカ生体内では困難であることが分かった。
機能性有機ホウ素材料のための新たなホウ素置換基の開発

ホウ素修飾機能性材料の開発では,いかに安定化するかが鍵を握る.我々は,ホウ素に導入する三つのアリール基をメチレン鎖などで架橋し平面構造に強固に固定化することで,ホウ素上の立体保護がなくても化合物が安定化できるのではないかと考えた.このアイデアのモデル化合物として,平面固定型の三配位トリアリールボランを設計し,その合成をとれまでに達成している.本年度は以下の2点について検討を行った.(1)平面固定型トリアリールボランの合成法の確立:これまでにビス(2-プロペニル)フェニル基をホウ素上にもつ10,10-ジヒドロ-9-ボラアントラセンの分子内二重Fdedel-Crafts反応により,平面固定トリアリールボランの合成を達成していた.今回,この化合物から二段階の反応により,D_<3h>対称性をもつ平面ホウ素化合物を合成することができた.また,同様の合成手法により,ホウ素を二つ含む平面型ジボラアントラセンの合成も達成した.X線結晶構造解析により,これらがほぼ完全な平面構造であることを確認するとともに,立体保護がないにも拘わらず,実際に空気や水に対しても極めて安定であることを示した.(2)基礎物性の評価:得られた骨格の電子受容性を評価する目的でサイクリックボルタンメトリーを測定した.二段階の可逆な還元波を示し,安定なラジカルアニオンおよびジアニオンの生成することを明らかにした.また,これらの化合物はDBUやDABCOなどのかさ高い塩基とは反応しないが,フッ化物イオンとは反応し,対応するフルオロボラートを生成することがわかった.この結果は,強固な平面骨格をもつものの,依然十分なルイス酸性は合わせもつことを示す結果である.滴定実験により求めたフッ化物イオンに対する会合定数はK_a=7.0×10^5M^<-1>であり,これまでに報告されているトリアリールボランと同等の値であった.π電子系骨格に三配位ホウ素置換基を導入すると,ホウ素の空のp軌道を介したp_π-π*相互作用により高い電子受容性が発現し,特異な光物性を示す.この特性を利用して,数々の含ホウ素π共役系化合物が合成され,これらの光学・電子材料としての応用研究が報告されている.しかし,これまでに用いられているホウ素置換基のほとんどはジメシチルボリル基(Mes_2B基)に限られており,さらに優れた機能をもつ含ホウ素π電子系材料を開発するためには,新たなホウ素置換基の系統的な開発が重要な鍵を握っている.本研究では,ホウ素に導入する三つのアリール基をメチレン鎖で架橋し,ホウ素を含む平面を強固に固定化すれば,従来のホウ素置換基のような嵩高いアリール基を用いなくても,三配位ホウ素化合物を十分に安定化できるのではないかと考えた.本年度は,このモデル化合物として,平面型ホウ素化合物1の合成に取り組んだ.1の鍵前駆体として,10,10-ジヒドロ-9-ボラアントラセンのホウ素上に,1,6位に2-プロペニル基をもつベンゼンを導入した化合物を合成した.目的の平面型ホウ素化合物1を合成するためには,この前駆体から,フリーデルクラフツ型の反応により,一気に平面ホウ素化合物に変換できるかが鍵であった.様々なルイス酸性の試薬を検討した結果,Sc(OTf)_3を過剰量用いると,目的の平面ホウ素化合物1が収率46%で合成できることがわかった.X線結晶構造解析の結果,ホウ素周りの結合角の和はほぼ360度であり,1は予想通り高い平面性をもつことが確認された.また,1は,予想通り,ホウ素上の立体保護基をもたないにもかかわらず,水や空気に対しても極めて安定であることが明らかとなり,1の分離精製は通常のシリカゲルカラムクロマトグラフィーで行うことができた.CV測定の結果,1は-2.69V(vs Fc/Fc^+)に還元波を示し,Mes_3B(-2.60V)と同等の電子受容性をもつことが分かった.ホウ素修飾機能性材料の開発では,いかに安定化するかが鍵を握る.我々は,ホウ素に導入する三つのアリール基をメチレン鎖などで架橋し平面構造に強固に固定化することで,ホウ素上の立体保護がなくても化合物が安定化できるのではないかと考えた.このアイデアのモデル化合物として,平面固定型の三配位トリアリールボランを設計し,その合成をとれまでに達成している.本年度は以下の2点について検討を行った.(1)平面固定型トリアリールボランの合成法の確立:これまでにビス(2-プロペニル)フェニル基をホウ素上にもつ10,10-ジヒドロ-9-ボラアントラセンの分子内二重Fdedel-Crafts反応により,平面固定トリアリールボランの合成を達成していた.今回,この化合物から二段階の反応により,D_<3h>対称性をもつ平面ホウ素化合物を合成することができた.また,同様の合成手法により,ホウ素を二つ含む平面型ジボラアントラセンの合成も達成した.X線結晶構造解析により,これらがほぼ完全な平面構造であることを確認するとともに,立体保護がないにも拘わらず,実際に空気や水に対しても極めて安定であることを示した.

(2)基礎物性の評価:得られた骨格の電子受容性を評価する目的でサイクリックボルタンメトリーを測定した.二段階の可逆な還元波を示し,安定なラジカルアニオンおよびジアニオンの生成することを明らかにした.また,これらの化合物はDBUやDABCOなどのかさ高い塩基とは反応しないが,フッ化物イオンとは反応し,対応するフルオロボラートを生成することがわかった.この結果は,強固な平面骨格をもつものの,依然十分なルイス酸性は合わせもつことを示す結果である.滴定実験により求めたフッ化物イオンに対する会合定数はK_a=7.0×10^5M^<-1>であり,これまでに報告されているトリアリールボランと同等の値であった.
女性ホルモンの変化と高次脳機能の定量評価―脳血流計測カメラの臨床応用の可能性－

成人女性では性周期に伴う判断力や記憶力といった認知機能の低下が認められ、性ホルモンによる影響が報告されている。本課題では、成人女性の認知機能の変化を、近赤外分光法(near-infrared spectroscopy: NIRS)と、NIRSよりも簡便性が高く、脳血流情報のみを測定できる非接触脳血流計測用カメラ装置(Panasonic社製, V3-Next:特許第6264629号)にて評価し、臨床応用の可能性について検証することを目的としている。今年度は、これまでに実施してきたパイロットスタディのデータ分析を行うとともに、次年度に使用する装置の信頼性と妥当性の検討、測定方法の検討、認知課題の選定、縦断的測定のプロトコル作成の準備を行った。本研究課題が採択される前年から企業との共同研究にてカメラの開発とパイロットスタディを進めてきた。今年度は次年度に実施する本課題の測定準備(測定装置の信頼性と妥当性の検討、測定方法の検討、認知課題の選定、縦断的測定のプロトコル作成の準備)を行ったが、これまでの共同研究の成果を基盤にすることができたため、順調にすすんだ。本課題の測定準備(測定装置の信頼性と妥当性の検討、測定方法の検討、認知課題の選定、縦断的測定のプロトコル作成の準備)の段階で、カメラを用いた測定方法の弱点が示された。また、この弱点をカバーするための技術開発には多大な時間が必要になることが明らかとなった。このため本課題においては、NIRSを用いて成人女性の性周期に伴う認知機能の変化を測定し、月経前症候群との関連や既存の主観的評価方法との関連を分析し、NIRSを用いた女性の認知機能評価の妥当性について検討することとする。本年度に購入予定であったパソコンやプリンターは今年度には購入しなかったが、次年度のに購入予定である。情報収集のための旅費は、次年度に使用予定である。脳血流の測定は次年度に実施するため、人件費と謝金、唾液分析費用は次年度に使用する予定である。
遍歴強磁性超伝導体のユニバーサリティ

絶対零度において、圧力や磁場などを変化させることによって引き起こされる相転移を量子相転移という。量子相転移が起きる臨界点(量子臨界点)付近における物質中の電子の振る舞いは従来知られている描像とは異なり、エキゾチックな性質を示すことが近年明らかになってきた。なかでも、いくつかの遍歴電子強磁性体や重い電子系では量子臨界点近傍で超伝導が見出されていて、よく知られたフォノンではなく、「磁気的な揺らぎ」を媒介とした超伝導が実現していると考えられている。このようなunconventional(新奇な)超伝導のメカニズムを解明するため、特に遍歴強磁性体の量子臨界と超伝導の共通点を探るのが本研究の目的である。本研究により明らかになったのは以下のとおりである。(1)UGe_2とZrAn_2は共通した特異な磁気相図を有する。(2)ZrZn_2のストーナー因子は2つの強磁性相で変化しない。(3)ZrZn_2の超伝導は表面敏感であり、加工によって生じた不純物あるいは歪によって引き起こされている可能性が高い。(4)UGe_2は2つ強磁性相のうち弱い分極相で伝導電子の大きな有効質量の増大が起きるが、ZrZn_2では有効質量の変化はほとんどない。また、本研究で推進した極低温における圧力下輸送特性の実験技術により、結晶構造に空間反転対称性を有しない重い電子系反強磁性体であるCeRhSi_3が圧力下で超伝導になることを発見した。超伝導を示す遍歴電子強磁性体であるUGe_2は強磁性相の中に別の強磁性を持つ特異な温度-圧力磁気相図を持っている。超伝導はこの2つの強磁性の相境界近傍で発現する。過去の我々の研究から、この相境界で伝導電子の有効質量の増大など異常が観測されている。このような特異な強磁性および、相境界の異常が超伝導の発現にどのようにかかわっているかはきわめて興味深い。一方、同じく遍歴強磁性体のZrZn_2でも超伝導が報告されており、我々のドハース・ファンアルフェン効果の圧力実験からZrZn_2でもUGe_2と相似の磁気相図を持つことが明らかとなった。そこで、ZrZn_2の場合でも、相境界近傍で有効質量の増大などの異常が観測されるかどうかを確認した。結果は、UGe_2で観測された明確な異常は観測されなかった。この結果から考えられるシナリオは、(1)UGe_2とZrZn_2の超伝導の発現メカニズムは異なる。(2)UGe_2で見出された相境界の異常は超伝導とは関係ない。(3)ZrZn_2の超伝導は本質的な現象ではなく、不純物によるものである。(1)と(2)は可能性として否定はできないが、磁性の特異性と有効質量の増大の原因が特定されていない現段階では考えにくいシナリオである。(3)は実際に超伝導の再現性が乏しいことが指摘されていることから、最も可能性が高いと思われる。そこで我々は、ZrZn_2の超伝導を再現する条件を探し、放電加工した試料のみが超伝導を示すことを明らかにした。また、超伝導を示した試料を電解研磨すると超伝導を示さなくなることがわかった。このことはZrZn_2の超伝導はバルクではなく、表面によるものであることを示す。来年度は、超伝導を引き起こす原因が、表面に形成された不純物によるものか、歪によるものかを明らかにするために、軸性圧力下における輸送現象の測定を行う予定である。