hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
並列オブジェクト指向プログラム言語の分散型処理系とデバッグ方式の研究

我々の設計した並列オブジェクト指向言語ABCL/1で記述されたプログラムの実行効率を向上させるために、「共有記憶をもたない多重プロセッサ」いわゆる分散環境上での処理系の試作を行った。この処理系に関する詳細は、発表論文[1]に譲るが、今回の実現では、仮想的な分散マシンを設定し、その分散マシン上の処理系の実現をCommon Lispで記述し、仮想分散マシンの実マシンへの実現は、実マシンに最適な言語で実現するという方式をとった。一般に並列オブジェクト指向言語の処理系を実現する際に、(a)オブジェクトへのネットワーク透過なアクセスの実現、(b)オブジェクトのプロセッサノード間の移動の実現、(c)オブジェクトのガーベジコレクションの実現、などの問題がある。我々はこれらの問題に関し、すべてのプロセッサに広がる単一名前空間を仮定し、これをDOOP(Distributed Object-Oriented Pointer)を用いて実現した。特にガーベジコレクションに関しては、DOOPに基づき、Chandy-LamportのDistributed Snapshotの手法を用いた分散型のmark-and-sweep方式による新しい方法を考案した。デバッグ方式に関する我々の研究は、事象間の半順序関係の単純な追跡では、過剰なデバッグ情報から有効な情報を抽出することが困難な場合が多いという認識から出発し、「オブジェクトグループ」という概念を導入した。オブジェクトグループとは、ひとまとまりの仕事を共同で遂行するオブジェクトの集まりで、これによってグループの構成員同士のメッセージのやりとりと、それ以外のメッセージのやりとりの区別が可能となる。この方法を基礎に、従来のインスペクターを拡張したオブジェクトインスペクター、オブジェクトの受信メッセージの履歴情報、およびこれらの情報の呈示方法の改良などにより、比較的強力なデバッグ方式が確立された。詳細は発表論文[2]を参照されたい。現在単一プロセッサ上で稼動している言語ABCL/1の処理系を検討した結果,複数プロセッサ上で効率よくプログラムが実行されるには,言語仕様の若干の手直しが望まれることが明らかになった.このため,現在の言語でオブジェクト間で転送されるメッセージの中に含まれるデータとして,ポインタを使うことを禁止するとともに,プロセッサ間でオブジェクトを移動されるための直接あるいは間接の指定をプログラマがプログラム中に書き込めるように言語仕様を変更することとなった.この新しい言語仕様のもとで,処理系は仮想機械を仮定した方式で作成することにした.仮想機械の設計を完了し,この仮想機械での命令シーケンスに,ABCL〓がプログラムがコニパイルされるわけである.現在このコンパイラが完成し,デバッグ等をはじめたところである.残る問題点は,分数型のガーベジ・コレクションをどのようにするかという点である.これは次年度に継続した研究課題として考えている.一方,デバッグ方式の研究は,オブジェクトをグループにまとめて,そのグループの中からメッセージが外に飛び出すまでの,メッセージのやりとりを,コーザが種々のレベルで追跡できることを目的に考案した.「オブジェクト・グループ」の概念は,ひとまとまりの仕事を協力して行う一群のオブジェクトをまとめたもので,これらのオブジェクトの間でのメッセージのやりとりが,かなり頻繁になるため,このグループの単位に合せて,プロセッサーを割当るのが有効であることが,わかってきたのは,大きな収穫であった.なほ,この「オブジェクト・グループ」に基づくデバック方式の研究は,海外の学会に投稿し出版許可が出た.我々の設計した並列オブジェクト指向言語ABCL/1で記述されたプログラムの実行効率を向上させるために、「共有記憶をもたない多重プロセッサ」いわゆる分散環境上での処理系の試作を行った。

一般に並列オブジェクト指向言語の処理系を実現する際に、(a)オブジェクトへのネットワーク透過なアクセスの実現、(b)オブジェクトのプロセッサノード間の移動の実現、(c)オブジェクトのガーベジコレクションの実現、などの問題がある我々はこれらの問題に関し、すべてのプロセッサに広がる単一名前空間を仮定し、これをDOOP(Distributed Object-Oriented Pointer)を用いて実現した。特にガーベジコレクションに関しては、DOOPに基づき、Chandy-LamportのDistributed Snapshotの手法を用いた分散型のmark-and-sweep方式による新しい方法を考案した。デバッグ方式に関する我々の研究は、事象間の半順序関係の単純な追跡では、過剰なデバッグ情報から有効な情報を抽出することが困難な場合が多いという認識から出発し、「オブジェクトグループ」という概念を導入した。オブジェクトグループとは、ひとまとまりの仕事を共同で遂行するオブジェクトの集まりで、これによってグループの構成員同士のメッセージのやりとりと、それ以外のメッセージのやりとりの区別が可能となる。この方法を基礎に、従来のインスペクターを拡張したオブジェクトインスペクター、オブジェクトの受信メッセージの履歴情報、およびこれらの情報の呈示方法の改良などにより、比較的強力なデバッグ方式が確立された。詳細は発表論文[2]を参照されたい。
細胞内エネルギーレベルに基づく心筋細胞apoptosisの制御機構

心筋の虚血はnecrosisを導くとともにapoptosisを誘導する強力な因子である。我々は心筋細胞に低酸素化傷害を行った系を用いてapoptosis決定及び実行過程における細胞内エネルギーの役割を検討した。ラット新生仔培養心筋細胞を用いて7時間の低酸素化を行ない、Normoxia群(N群)とともに低酸素化(Hypoxia)時にTyrode液中のglucose濃度を0(H0群)、10(H10群)、20(H20群)、50(H50群)、100(H100群)mg/dlと変化させた群を作製した。低酸素化前後の細胞内ATP量はH0群、H10群、H20群、H50群で各々N群の15%、31%、59%、81%に減少した。低酸素化後、calcein及びethidium homodimer-1染色にて評価した心筋細胞のnecrosisはH0群、H10群、H20群で61%、48%、9%と有意に増加し、またHoe33258及びdesmin二重染色にて評価した心筋細胞のapoptosisはH20群、H50群、H100群で4%、9%、12%と有意に増加した。細胞内ATP含量とapoptosisには有意な正の相関(r=0.873,p<0.0001)がみられ、DNA ladder法によるDNAのfragmentationもATP依存性に顕著にみられた。低酸素化後の心筋細胞のcaspase-3活性は各群でATP依存性に有意に上昇していた。さらにH0群、H100群ともに低酸素化によりmitochondriaの膜電位の低下およびcytochrome cのmitochondriaからcytosolへの遊離が同程度みられた。これらの結果より心筋細胞の低酸素化により誘導されるnecrosisおよびapoptosisには、mitochondriaの膜電位の低下やmitochodriaからのcytochrome cの遊離といったmitochondriaを介する共通のdeath signaling pathwayが存在し、心筋細胞apoptosisの誘導にはcaspase-3を介する、細胞内ATPに依存するカスケードが存在することが示唆された。我々は、低酸素化時にmitochondriaを介するdeath signaling pathwayを活性化させるトリガーとしてbaxに注目しており、現在低酸素化刺激によるbaxの細胞内局在の変化について検討中である。ラット新生仔培養心筋細胞を用いて7時間の低酸素化を行い、Normoxia群(N群)とともに低酸素化(Hypoxia)時にTyrode液中のglucose濃度を0(H0群)、10(H10群)、20(H20群)、50(H50群)、100(H100群)mg/dlと変化させた群を作製した。

低酸素化前後の細胞内ATP量はH0群、H10群、H20群、H50群で各々N群の15%、31%、59%、81%に減少した。低酸素化後、calcein及びethidium homodimer-1染色にて評価した心筋細胞のnecrosisはH0群、H10群、H20群で61%、48%、9%と有意に増加し、またHoe33258及びdesmin二重染色にて評価した心筋細胞のapoptosisはH20群、H50群、H100群で4%、9%、12%と有意に増加した。細胞内ATP含量とapoptosisには有意な正の相関(r=0.873,p<0.0001)がみられ、DNAladder法によるDNAのfragm entationもATP依存性に顕著にみられた。低酸素化後の心筋細胞のcaspase-3活性は各群でATP依存性に有意に上昇していた。さらにH0群、H100群とともに低酸素化によりcytochrome cのmitochondriaからcytosolへの遊離がみられた。これらの結果より心筋細胞の低酸素化傷害時にはnecrosis、apoptosisともにmitochodriaからのcytochrome cの遊離が生じるdeath signaling pathwayが存在し、心筋細胞apoptosisの誘導はcaspase-3を介して細胞内ATPに依存するカスケードに寄ることが示唆された。心筋の虚血はnecrosisを導くとともにapoptosisを誘導する強力な因子である。我々は心筋細胞に低酸素化傷害を行った系を用いてapoptosis決定及び実行過程における細胞内エネルギーの役割を検討した。ラット新生仔培養心筋細胞を用いて7時間の低酸素化を行ない、Normoxia群(N群)とともに低酸素化(Hypoxia)時にTyrode液中のglucose濃度を0(H0群)、10(H10群)、20(H20群)、50(H50群)、100(H100群)mg/dlと変化させた群を作製した。細胞内ATP含量とapoptosisには有意な正の相関(r=0.873,p<0.0001)がみられ、DNA ladder法によるDNAのfragmentationもATP依存性に顕著にみられた。さらにH0群、H100群ともに低酸素化によりmitochondriaの膜電位の低下およびcytochrome cのmitochondriaからcytosolへの遊離が同程度みられた。
真空中の捕獲電子と超伝導量子ビットの結合系

本研究では,高い制御性を誇るトラップイオン系と,集積化の面で有利な超伝導量子ビットとを結合させることを目指す.そのために,真空中に捕獲された電子集団と超伝導量子ビットが結合したハイブリッド量子系を構築する.トラップ電子はその軽い質量のために,振動基底状態においても大きな零点振動を持っている.その振動が作り出す大きな電気双極子によって,超伝導量子ビットとの間に強い相互作用を誘起することができる.また,トラップ電子はトラップ中でイオンと共存することができるため,電子はイオンと固体デバイスとを結ぶインターフェイスとなる.これらの技術は,量子技術応用に向けたイノベーションを創出するものである.本研究では,高い制御性を誇るトラップイオン系と,集積化の面で有利な超伝導量子ビットとを結合させることを目指す.そのために,真空中に捕獲された電子集団と超伝導量子ビットが結合したハイブリッド量子系を構築する.トラップ電子はその軽い質量のために,振動基底状態においても大きな零点振動を持っている.その振動が作り出す大きな電気双極子によって,超伝導量子ビットとの間に強い相互作用を誘起することができる.また,トラップ電子はトラップ中でイオンと共存することができるため,電子はイオンと固体デバイスとを結ぶインターフェイスとなる.これらの技術は,量子技術応用に向けたイノベーションを創出するものである.
分子間相互作用の強度と不規則性を主要素とする合成反応の分類と制御

溶液反応に於ける分子間相互作用の意義を検討する場合、少なくとも二つの型の相互作用を考慮しなければならない。その一つは溶媒分子間の相互作用であり、他は溶質ー溶媒間の相互作用である。そして、前者の効果が最も顕著に溶液物性の上に反映される系が水溶液系であり、後者が最も特徴的な効果をもたらす系がプロトン性溶媒中の求核置換反応である。水溶液中の弱酸の解離反応は化学のれい明期以来、その基本概念を形成する上に重要な役割を演じ続けて来たが、現在なお説明不可能な問題が幾つかある。その一つが置換基効果の“エントロピ-支配"のパラドックスである。本研究では弱酸の共役塩基をふくむ第四アンモニウム塩の溶解熱をアセトニトリルーメタノ-ル混合溶媒中で測定し、これをその構成成分(物理的相互作用と特異的相互作用)に分割した。そして、特異的相互作用エンタルピ-と弱酸の解離の自由エネルギ-との間には“反応系に依存した相関々係"が存在することを見い出し、さらに解離のエントロピ-との間には“反応系に独立な普遍的な相関関係"が存在することを明らかにした。これらの事実を基礎として、水容液中の弱酸の解離について、分子間相互作用の不規則性(エントロピ-)とその強度(エンタルピ-)を主要因とする分子熱力学的機構を確立した。プロトン性溶媒中に於ける求核置換反応の制御の目的で弱酸の共役塩基を求核種とする置換反応の速度と活性化パラメ-タ-をアセトニトリルーメタノ-ル混合溶媒中で測定した。上述の共役塩基の解析結果と組み合わせることにより、反応の進行に伴う溶質ー溶媒相互作用の変化を定量化した。さらに、経験的分子軌道法を用いることにより分子間相互作用を分子論の立場から検討し、求核置換反応をモデルとして反応速度を予測する方法を開拓した。
技術科におけるトレードオフを意識したロボット製作のための教材開発

中学校技術家庭科技術分野(以降、中学校技術科)において、身近な機構の学習内容を通して、技術的なものの見方・考え方を育てる授業について検討し、実践を行った。学習指導要領の改訂により、中学校技術科では、技術を適切に評価・活用する能力と態度を育成することが重視されるようになった。技術を評価する力を育成するためには、技術に関する基礎的な知識に加えて、技術的な評価の視点をもつことが必要である。そこで、ロボット製作など機構の学習において重要である強度設計や機能設計の学習内容を検討すると同時に、エネルギーや開発コスト、製品寿命等のトレードオフについても発展的に学習できる教材を開発することを目的とし、実践した。授業実践では、傘や文房具など身近な道具に使われている機構を予想し、解析することを通して、運動を変換する機構や、効率的に力を伝える機構の学習を行った。また、模型の製作を通して、同じ仕事をする道具にも複数の機構があることに気がつかせた。例えば、穴あけパンチの場合、紙の差し込む位置がレバーの手前からものと、向こうからのものがある。より多くの紙に穴をあけられるものは、ハンドルが長く力が増幅されやすいが、刃をまっすぐ下ろすためのパーツが多いなどである。自分の考えた機構模型と、製品とを比べることで、道具が製品化されるまでには、より効率のよい機構が検討され、材料の強度やコスト、生産性なども合わせて考えられていることを理解させた。その結果、身近な機構の学習を通して、生徒に状況に応じた最適解の概念や製品を多面的に評価する視点をもたせることができた。授業後の生徒のアンケートによると、「製品と自分たちの模型は全然違った。」「他のものも見てみたい。」のような好意的な意見もあり、生活の中に存在するいろいろな機構を評価する意欲ももたせることはできたと考える。この実践が、生徒自身の製作活動時のみならず、既製品を購入する際にも、製品の特徴や利点、欠点など技術的な視点をもって評価し、最適なものを決定する力を育てるきっかけになったと考える。
清代中期北京の災害復興・食糧問題と都市社会

最終年度である本年度は、これまでの研究を振り返り、一次資料の補足的な調査行い、収集した一次資料の整理と分析を進めた。これまでの研究の成果は下記の二点である。第一は1806年の北京大水害と政府の飢饉政策による復興、第二は清代北京の米穀流通に関する政府の制限政策と南方から運ばれてくる米穀の市販流通と消費についてである。以下で研究課題と研究の進捗について記す。第一の大水害からの復興に関する課題では、なにゆえに、どのような発想で水害対策を実行したのかということは未着手であり、皇帝が水害対策と同時進行で編纂させた水害と水害対策の記録である『欽定辛酉工賑紀事』の編纂の目的を検討した。検討の結果、皇帝が水害対策を実施した動機が天譴論に基づくことを明らかにした。天譴論とは、皇帝が自然災害の発生を天の自らの施政に対する叱責と懲罰であると認識し、天の譴責を静めるために実施されるのが水害対策であり、皇帝は被災者を救済することによって自らの失政を悔い改め、天命を維持することが可能と認識し、これが水害対策推進の思想的背景となった。第二に関しては、北京は麦他の雑穀が生産される畑作地帯に属するが、これまでの研究では小麦の流通と消費については不明であった。一次資料には、水害対策の一策として各地から小麦が北京に輸送され、被災民に供給されており、北京における小麦流通の実態を考察した。北京に流入してくる小麦の生産地は、山東・河南・奉天・陝西の各地からであり、特に山東と河南からは定額の流通量が設定されており、米穀と同様に北京南東部の通州が流通の要衝になっていた。米穀と対比すると、小麦には政府の流通規制が存在せず、取引数量が大規模であること等の知見が得られた。研究第1年目の2015年度は、1先行研究で取り上げられている19世紀前半の大規模自然災害に関する史料の調査収集、2大規模自然災害発生地での現地調査、3大規模自然災害の個別事例を救済物資調達の方法と都市社会から考察する等を重点とした。1については、日本国内では東京大学東洋文化研究所・東洋文庫等において、国外では中国第一歴史档案館にて、史料調査を行うとともに、先行研究の理解と消化を重視し、19世紀前半の北京における自然災害の概要と主要史料を掌握した。これらの調査研究の過程で、3の大規模自然災害事例として、1801年に北京及び直隷で大規模な水害が発生し、水害と清朝政府の水害対策が『欽定辛酉工賑紀事』に編纂されていることとが判明した。『欽定辛酉工賑紀事』は1801年の水害と水害対策に関する行政史料を網羅的に掲載しており、同書の分析を通じて個別事例研究を進めた。1801年の北京とその周辺における水害の規模はそれまでで例を見ない規模であること、皇帝が延臣に命じ、被災調査・水害対策を周到に実行したこと、救済物資の出所等の諸点が明らかになった。救済用の穀物は他地域から購入し、北京に搬入することは行われておらず、北京の糧倉に備蓄されていた漕糧を用い、主として漕糧を無償給付する方法で被害者の救済がはかられた。救済事業の主体は政府であるが、民間の商人と慈善活動家からの救済物資寄付、及び救済を受ける人々の出身地や男女比率を解明できた。総じて、水害からの復興は国家の救済策を通じて実現され、被災民は生業に再従事していった。3については、史料分析の過程で知った北京城内の救済施設の所在地を現代の地図に比定し、現地実地調査を行い、救済施設が複数の寺廟に設けられていたこと、救済施設間の距離について理解を深めた。調査研究の過程でまとまった史料を発見できたことが、研究が順調に進展している要因である。同時に研究課題が多く存在することも認識したが、効率的な研究を進展させるためには課題の限定が重要と考えている。本年度は第2年であり、19世紀前半北京の食糧問題に関する研究を最重点とした。4月より9月までは、7月に北京で史料調査を行った他は、日本国内での研究を進めた。北京の食糧問題については、日本国内と北京での一次史料の調査を行い、内外の図書館・公文書館が所蔵する漢籍・和書・地図・統計・各種公文書・調査記録を調査収集した。史料調査の成果をまとめ、京都大学人文科学研究所「転換期中国における社会経済制度」共同研究班(7月1日)と七隈史学会外国史部会(9月24日、福岡大学、福岡市)において、「清代北京の食糧流通」と題する口頭報告を行った。口頭報告での貴重な意見をふまえ、七隈史学会『七隈史学』に投稿し、査読を経て、2017年3月に論文「清代北京の食糧流通」として公表した。また、8月に近世江戸・オスマン朝イスタンブール・絶対王政期ロンドンとの共対比協同研究「近世巨大都市の災害と復興」の会合で、「1801年北京の水害と救荒」と題する研究報告を行い、他都市との対比的議論を行い、中国都市からの研究課題を整理する一助とった。10月より3月までは、中央研究院近代史研究所にて、史料調査と研究を進めている。中央研究院が架蔵する内閣大庫档を中心に研究課題と関連する史料の収集し、データベース化をはかり、解析を進めている。

研究課題は、清代北京の食糧流通について考察時期を19世紀前半に焦点をしぼり、これまでの研究成果で十分に考察できなかった諸問題について、先行研究の批判的検討と一次史料の判読・整理・図表化の作業を行った。2年目は第二の中心的課題である食糧流通について成果をあげることができた。また、研究成果も2篇の単著論文として公表できた。本年度は第3年目であり、引き続き19世紀前半における北京の食糧問題を研究の重点とした。2016年3月に公表した論文「清代北京の食糧流通」(七隈史学会『七隈史学』19、2017年3月)を基礎として、大運河を通じて通州と北京に北運された漕糧(貢米)が北京から南方へ逆流し、再度漕糧として納入される回漕現象について研究を進めた。具体的には、回漕現象とは何か、回漕の対象となる米糧の形状等について、先行研究を批判的に再検討し、回漕の行われる地点と手法、清朝の回漕対策について、新史実を提示しながら解明を行い、回漕問題が清代19世紀前半北京の食糧問題を深刻化させた一つであると論じた。これまでの研究において、北京城内の食糧流通と回漕問題は一定の解明ができたが、漕糧の商品化と逆流・再納入にとどまっており、北京に流入する漕糧以外の麦等雑糧については、研究は着手できておらず、今後の課題である。本年度の研究は史料収集と史料分析を同時並行的に進め、学会等で研究成果を報告し、学術誌に投稿するという流れであった。国外では中国第一歴史档案館において、国内では東洋文庫等において、史料の調査収集を行った。史料分析の成果は、「清代嘉慶・道光年間における北京の回漕問題」と題して、12月10日に九州史学会大会東洋史部会にて、12月15日に京都大学人文科学研究所附属現代中国研究センター共同研究班「転換期中国における社会経済制度」において、研究報告を行った。口頭報告は論文としてまとめ、九州大学文学部東洋史研究会『九州大学東洋史論集』に投稿し、審査をへて、2018年3月に掲載され、公表の運びとなった。また、台北と北京にて、昨年に公表した清代北京の食糧流通に関する研究講演を3回行い、台湾・中国の多くの研究者から、有益な助言を得た。2017年度に公表した研究成果の課題を解明し、論文として研究成果を公表できた最終年度である本年度は、これまでの研究を振り返り、一次資料の補足的な調査行い、収集した一次資料の整理と分析を進めた。これまでの研究の成果は下記の二点である。第一は1806年の北京大水害と政府の飢饉政策による復興、第二は清代北京の米穀流通に関する政府の制限政策と南方から運ばれてくる米穀の市販流通と消費についてである。以下で研究課題と研究の進捗について記す。第一の大水害からの復興に関する課題では、なにゆえに、どのような発想で水害対策を実行したのかということは未着手であり、皇帝が水害対策と同時進行で編纂させた水害と水害対策の記録である『欽定辛酉工賑紀事』の編纂の目的を検討した。検討の結果、皇帝が水害対策を実施した動機が天譴論に基づくことを明らかにした。天譴論とは、皇帝が自然災害の発生を天の自らの施政に対する叱責と懲罰であると認識し、天の譴責を静めるために実施されるのが水害対策であり、皇帝は被災者を救済することによって自らの失政を悔い改め、天命を維持することが可能と認識し、これが水害対策推進の思想的背景となった。第二に関しては、北京は麦他の雑穀が生産される畑作地帯に属するが、これまでの研究では小麦の流通と消費については不明であった。一次資料には、水害対策の一策として各地から小麦が北京に輸送され、被災民に供給されており、北京における小麦流通の実態を考察した。
恐怖反応を制御する神経細胞が持つ電気生理学的特徴

不安障害は、過度の恐怖を特徴とする精神疾患の総称である。その治療には認知行動療法などが用いられているが、再発率は30-40%程度と高く、再発機構の解明が急務となっている。そこで私は、マウスにおける不安障害の再発にあたる現象である「恐怖反応の復元」について研究を行い、その神経基盤について検討した。昨年度までに、1下辺縁皮質(IL)という脳部位のニューロンにおいて、復元時にはシナプス伝達が減少すること、2ILにおけるドパミンシグナルが、シナプス伝達の減少と恐怖反応の復元の両方に必要であること、の2点を明らかとしている。そこで本年度は、ILにおけるドパミンシグナルの十分性について検討した。まず、naiveなマウスより作成した急性脳スライスにドパミンを処置し、ILのシナプス伝達に起こる変化を検討した。すると、シナプス伝達の減少が観察されたが、そのメカニズムと表現型はin vivoで恐怖反応の復元を誘導した際のものとは異なっていた。復元誘導時に起こるシナプス減弱がD1受容体依存的でかつプレシナプス性のものであったのに対し、単純なドパミン処置による減弱はD1受容体非依存的でかつ非プレシナプス性であった。ドパミンの濃度やアゴニストの種類を変更しても、この結果が変わらないことを確認している。また、in vivoにおいてマウスのILにドパミンを局所投与する実験も行ったが、恐怖反応の復元は誘導されなかった。以上の結果から、ドパミン単体ではILのシナプス伝達の減弱や恐怖反応の復元には不十分であると結論付けた。復元誘導時には、ドパミンシグナルとともに他の脳領域からのグルタミン酸性入力やノルアドレナリン性入力なども発生するため、それらが複合することでシナプス減弱が起こるものと考察している。以上の結果と昨年度までのデータは論文にまとめて投稿し、Elife誌に受理された。27年度が最終年度であるため、記入しない。過度の恐怖は不安障害の特徴であり、治療法の改善には恐怖の制御機構の解明が肝要である。筆者は、恐怖反応の制御に関与する神経細胞が持つ性質を明らかにするべく、研究を行った。マウスに文脈的恐怖条件づけおよび消失トレーニングを課し、恐怖反応を獲得および消失させた。脳急性スライス標本を作製し、消失を担う脳領域である下辺縁皮質(IL)の錐体細胞よりパッチクランプ記録を行った。細胞への入力に直結するシナプス伝達効率、および入力に対する出力しやすさを表す内因的興奮性を評価するため、微小興奮性シナプス後電流(mEPSC)、および注入電流に対する発火数をそれぞれ測定した。結果、条件づけのみの群に比べ、消失群の細胞は有意に高い発火数を示すことが明らかとなり、内因的興奮性の上昇が示唆された。消失群の細胞は高い入力抵抗を有していたため、電位依存性チャネルの変化が原因として考えられる。ILは恐怖反応を抑制する脳領域であるので、入力に対するIL錐体細胞の感受性の増大が、恐怖反応の抑制(=消失)に寄与すると考察される。不安障害の治療には、消失トレーニングを基盤とする曝露療法が主に用いられる。しかし不安障害の再発率は約40%と高く、再発機構の解明が急務である。そこで筆者は、再発に寄与するとされる現象である「復元」に着目し、それを担う細胞が持つ性質を検討した。筆者の研究室の先行研究により、復元にもILが重要であることが示されているため、IL錐体細胞について先と同様に検討した。結果、復元を誘導した群は消失群に比べ、mEPSC頻度が有意に低いことが明らかとなった。この結果は、復元群のILにおけるシナプス入力の減少を示唆している。さらに、伝達物質放出確率(の低さ)の指標であるペアパルス比を測定すると、復元群は消失群よりも有意に高かった。以上より、放出確率の低下に伴うILへのシナプス入力の減少が、恐怖反応の抑制の失敗(=復元)に寄与しているものと考察される。不安障害は過度の恐怖を特徴とする精神疾患の総称であり、その治療には恐怖反応の制御機構の解明が重要であると考えられている。私はこれまで、不安障害の治癒にあたる「恐怖反応の消失」、および再発にあたる「恐怖反応の復元」という2つの現象について、その基盤となる神経細胞の性質の変化を検討してきた。そして昨年度、下辺縁皮質という脳部位の神経細胞において、消失時に内因的興奮性が上昇し、復元時にシナプス伝達が減少することを明らかとした。そこで当該年度においては、これら2つの現象の分子基盤について検討した。まず消失について、神経細胞が持つ様々な電気的性質を評価した。結果、後過分極やサグ電位、発火の半値幅に有意な変化は認められず、入力抵抗のみが上昇していることが明らかとなった。この結果から、恐怖反応の消失に伴う細胞の内因的興奮性の上昇には、遅延整流性カリウムチャネルが寄与していると考えられる。次に、復元時にシナプス伝達の減少を引き起こす分子シグナルについて検討した。復元はストレス刺激が原因で起こる現象であるため、ストレス刺激によって放出される分子であるドパミンに着目した。そこで、下辺縁皮質にドパミン受容体阻害薬を局所投与したところ、恐怖反応の復元が抑制されることを見出した。さらに、これらのマウスから急性スライス標本を作製し、シナプス伝達を評価したところ、本来起こるはずの伝達の減少が阻害されていることが明らかとなった。以上より、復元に伴うシナプス伝達の減少および復元そのものに、下辺縁皮質のドパミンシグナルが必要であることが示された。

当該年度の研究成果は、不安障害の治癒およびその後の再発メカニズムを示唆するものであり、臨床上重要な意義を持つ知見である。不安障害は、過度の恐怖を特徴とする精神疾患の総称である。その治療には認知行動療法などが用いられているが、再発率は30-40%程度と高く、再発機構の解明が急務となっている。そこで私は、マウスにおける不安障害の再発にあたる現象である「恐怖反応の復元」について研究を行い、その神経基盤について検討した。昨年度までに、1下辺縁皮質(IL)という脳部位のニューロンにおいて、復元時にはシナプス伝達が減少すること、2ILにおけるドパミンシグナルが、シナプス伝達の減少と恐怖反応の復元の両方に必要であること、の2点を明らかとしている。そこで本年度は、ILにおけるドパミンシグナルの十分性について検討した。まず、naiveなマウスより作成した急性脳スライスにドパミンを処置し、ILのシナプス伝達に起こる変化を検討した。すると、シナプス伝達の減少が観察されたが、そのメカニズムと表現型はin vivoで恐怖反応の復元を誘導した際のものとは異なっていた。復元誘導時に起こるシナプス減弱がD1受容体依存的でかつプレシナプス性のものであったのに対し、単純なドパミン処置による減弱はD1受容体非依存的でかつ非プレシナプス性であった。ドパミンの濃度やアゴニストの種類を変更しても、この結果が変わらないことを確認している。また、in vivoにおいてマウスのILにドパミンを局所投与する実験も行ったが、恐怖反応の復元は誘導されなかった。以上の結果から、ドパミン単体ではILのシナプス伝達の減弱や恐怖反応の復元には不十分であると結論付けた。復元誘導時には、ドパミンシグナルとともに他の脳領域からのグルタミン酸性入力やノルアドレナリン性入力なども発生するため、それらが複合することでシナプス減弱が起こるものと考察している。以上の結果と昨年度までのデータは論文にまとめて投稿し、Elife誌に受理された。当初の予定通り、恐怖反応の消失に伴う神経細胞の変化の分子基盤に関する検討を行い、さらに復元を引き起こす分子シグナルの特定にも成功したため。27年度が最終年度であるため、記入しない。不安障害は薬物依存との合併率が高く、依存性薬物は多量のドパミンを放出させることで知られている。そこで今後は、ドパミンシグナルが恐怖反応の復元を起こすことに十分であるか否かを検討する。また、復元の「動物行動上は失われている記憶が蘇る」という特性に着目し、記憶の想起メカニズムに関する研究も行いたい。当初の計画通り、恐怖反応の消失に関わる神経細胞の性質を明らかにした。その原因となるチャネルの特定までには至っていないものの、臨床上重要な意義を持つ恐怖反応の復元についても検討し、それに関わる細胞の性質を明らかにしている。消失および復元に関わる神経細胞が持つ性質の分子基盤について検討する。また、復元は消失を起こした後で初めて起こるようになる現象であるので、2つの現象の相互作用に着目した検討も行っていきたい。
素材の形状変化を用いた入出力インタフェースの研究

本研究では,実世界とデジタル世界をシームレスに結ぶために,物理的な素材の形状変化や特性を用いた入出力インタフェースを創出する.具体的には(1)紙などの身近な素材を用いて「動かす」「押す」「つまむ」など多様な操作を許容する入力インタフェース(2)アレイ状に並んだシャボン膜や風船膜の膨張・収縮による実体ディスプレイの開発を行った.さらに,具体的な応用を提案し,展示を通してユーザの反応を集めた.本研究では,実世界とデジタル世界をシームレスに結ぶために,物理的な素材の形状変化や特性を用いた入出力インタフェースを創出する.具体的には(1)紙などの身近な素材を用いて「動かす」「押す」「つまむ」など多様な操作を許容する入力インタフェース(2)アレイ状に並んだシャボン膜や風船膜の膨張・収縮による実体ディスプレイの開発を行った.さらに,具体的な応用を提案し,展示を通してユーザの反応を集めた.本研究の主たる目的は,日常生活における実世界情報環境の構築への貢献である.具体的に3つの目的を設定する.一つ目は,素材の形状や性質の変化を「認識」することで入力インタフェースとする技術の開発である.二つ目は,素材の形状や性質を「制御」することで情報提示メディアを創出することである.三つ目は,それらの組み合わせによる実世界中でのインタラクションの提案である.この中で、本年度は以下の三つの研究項目に取り組んだ.1.透明弾性体の変形認識を利用した入力インタフェースの実装及び素材の調査:従来から開発してきた透明弾性体と透明マーカを用いて画像処理により力覚情報を取得する基本原理を用いて,映像操作など,素材の変形を利用した柔らかいタンジブルインタフェースの応用可能性について検討を行い,アプリケーションを実装した.2.紙の変形を用いたインタラクションの基礎検討:上記の弾性体に留まらず,実環境の様々な素材の変形,変性などを手がかりとした入力手段の予備的な調査を行った.その中で、紙の折り曲げやゆがみ具合を,アクティブステレオ法により特別なマーカを用いることなく識別し,さらに映像をその表面に投影することにより入出力インタフェースとして機能するシステムを開発した.3.シャボン膜の変形制御を利用したディスプレイモジュールの開発:素材形状を制御することによる情報提示への取り組みとして,空気の噴出・吸入によりシャボン膜の形状を変化させるための装置を開発した.アレイ状に並べることにより,情報ディスプレイを構築した.また,シャボン玉の割れ等の状態検知に関しては電気的な制御で基礎的な動作を実現した.今年度は、主に以下の二点に関して研究を進めた。まず、素材の形状の制御による実体ディスプレイである。具体的には、アレイ状に配置されたシャボン膜の膨張・収縮を利用したディスプレイShaboned Displayに関して検討を進めた。継続的な膨張・収縮のためのシャボン液の組成、シャボン膜生成の為の噴出口の素材の比較、タッチインタラクションのためのシャボン膜の破裂検知の精度などに関して検討し、その成果を日本バーチャルリアリティ学会論文誌にまとめた。また、シャボン膜の膨張・収縮に加えて、移動による新たな情報表現の可能性を求めて、装置構成の基礎的な検討を行った。次に、素材の形状や姿勢の変化による入力インタフェースの開発である。素材として紙に注目し、その変形および姿勢の入力に関して検討を進めた。紙の変形を利用した入力インタフェースとして、テーブル型ディスプレイの内部に設置されたプロジェクタとカメラによるアクティブステレオ法を利用したインタラクティブシステムMetamorphic Lightを開発した。マーカ等を印刷・貼付することなく、紙を押す、つまむ、ひねるなどの操作を検出し、それを投影映像のコントロールとして利用する基本的なインタラクションを実現した。また、紙の姿勢を利用した入力インタフェースとして、紙の楽譜を入力ツールとして利用したインタラクティブシステムに関する検討も行った。これは、通常の紙楽譜に印刷された音符情報の位置関係をカメラで取得し、楽譜の種類、位置、向きをリアルタイムに検出、音響/映像情報として出力するものである。今後、精度向上などの課題と共に、これらの基本システムを用いたアプリケーションの提案へとつなげていく。今年度は、主に以下の研究を進めた。具体的には、アレイ状に配置されたシャボン膜の膨張・収縮を利用した透明実体ディスプレイShaboned Displayに関して検討を進めた。これまで開発してきたシャボン膜の生成装置の仕組みを見直し、より小型かつ簡易な機構で膜を生成するシステムを構築した。また、1ピクセルずつ個別に配置・コントロールできるモジュールを作成し、空間に合わせた設置や様々なスケールでの展示を可能にした。本システムは、対外的展示を行い、鑑賞者の反応や印象に関するフィードバックを集めた。さらに、このシャボン膜のディスプレイに対するユーザの反応をまとめ、AHFEInternational Conferenceにて発表を行った。また、同様に素材の膨張・収縮を用いるシステムとして、風船を用いた実体ディスプレイの開発を行った。これは、プロジェクタなどの光学機器を用いることなく、素材特性を用いて色表現を行うシステムである。このために、表と裏に異なる色を持つゴム風船を膨張させることで、収縮時とは異なる色が現れるという原理を利用し、アレイ状に配置した風船の膨張・収縮をピクセルと見なしたディスプレイシステムを提案した。具体的には、風船を物理的に挟んで膨張させる機構、空気により膨張させる機構などを試し、その動作確認および耐久性などの検証を行った。この装置も対外展示を行い、鑑賞者から「つい触れたくなる」「生き物のように見える」などの反応を得た。

さらに、入力(形状検出)と出力(形状制御)を両方兼ね合わせた装置として、このシステムを拡張し、素材内部における気圧をセンサで測定することにより、ユーザの指で素材を押し込むなどの入力動作を検知するための機構に関して検討を行った。素材の形状変化を用いた入出力インタフェースという課題に対して、入力インタフェース、出力ディスプレイの両面で提案を行い、基本的なシステムの構築を行うことができており、概ね計画の通りと言える。入力(形状検出)と出力(形状制御)を両方兼ね合わせたシステムに関しても、さらに検討を行っていきたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度までに開発してきた基本システムに関して、リアルタイム性の向上や精度向上などの改良を加える。また、具体的なアプリケーションの提案・実装を行い、実際の体験を提供するための展示の場を積極的に設けたい。その中で、ユーザや体験者の様子をシステムへのフィードバックとしてまとめることを検討している。
学習的探索手法を応用した建築・都市エネルギーシステム最適化手法の開発

本年度はまず実機器の特性把握及び特性変動を動的にモデル化するためのSelf-adap-tive型学習アルゴリズムの開発をおこなった。具体的にはニューラルネットワークを用いた熱源機器ならびにポンプのモデリングである。従来の建築設備ないしは制御分野では、機器のモデル化を行う例がそもそも少なく、仮にモデル化をおこなったとしても機器カタログを参照するのみで経年劣化などを考慮することはできていなかった。その点、ニューラルネットワークなどの動的学習が可能なモデルを用いることで、常に最新の情報に基づいてモデルを修正することができる。本年度初頭に上記のモデルを構築したのち、当研究室が所有している環境試験建屋の設備データを用いて学習することにより、熱源機器とポンプのモデリングを行った。また同じく実測データと比較することによりその予測精度の検証を行った。更にエネルギーシミュレーションツールとメタヒューリスティクスによる離散・非線形最適化との連成をおこなった。そこでは、エネルギーシミュレーションツールに内蔵された機器モデルをニューラルネットワークでモデル化し、メタヒューリスティックスによる最適化時のシミュレーションに当該モデルを利用するという連成方法である。メタヒューリスティックスには研究代表者らによってその精度が確認されている差分進化を用いた。この方法によって、従来のシミュレーションツールをそのまま用いた方法に比べて計算精度を維持したまま、計算負荷を低減することが可能になった。計画当初はエネルギーシミュレーションツールとメタヒューリスティックスの連成に関して難易度が高いため、相応の時間を要するとみていたが、検討を進めていく中でプログラム同士の連成ではなく、ツール内のモデルをニューラルネットでモデル化する方法を考案し、これによって連成の問題を解決できたことで研究進捗が良好となった。一方で、ニューラルネットの適切な構成、開発について追加での検討が必要となったため、本年度全体をみると当初の計画通りの進捗となった。本年度には、まず単体建物を対象に需要データの整備、予測アルゴリズムの開発及び実態に即した運用の最適化まで確立する。単体建物に関する基盤を確立した後、それを多数の建物に拡張していく予定である。今後の社会的なニーズでは、各建物が蓄電池を所有するケースに加えて、とりわけ再開発地区などにおいて共有の蓄電池・蓄熱槽を設けるケースも想定される。そこで、本年度では複数建物が持つエネルギーシステム同士の接続を段階的に増やしていくことで研究の発展を試みる。研究段階として以下の3つを念頭に、複数需要家のシステムを構築する。段階1)PVを備えたオフィス2棟に共有蓄電池を設置し、一般電力需要をその蓄電池及びPV、商用電力から賄う。電力系統での接続が多い分、運用時の選択肢も多くなるため、最適化問題として複雑になる。段階2)2棟で共有するコージェネレーション設備(共有コジェネ)を追加する。更にオフィスビルと病院という需要パターンの異なる建物を連携することで、多様性を持った最適化手法を確立する。共有コジェネの導入によりシステム系統は更に複雑さを増すため、より効率的な最適化手法に関して工夫を施す。段階3)それぞれ異なる需要パターンを持つ4棟の建物をひとつの模擬的地域とし、「大規模自然エネルギー発電所を組み入れた地域電力グリッド+独立した共有蓄電池」で構成される電力系統と、「冷温熱を独立して扱うことが可能な共有蓄熱槽+冷温熱別熱融通管」で構成される冷熱グリッドを考慮し、最大限の地域内エネルギー融通を実現する最適化を行なう。本年度は、単体オフィスビルのエネルギーシステムを対象に、水温・流量・ポンプの周波数など実際の運用での制御項目となる箇所を変数として、実態に即したモデル化とその制御最適化を行なった。

従来の研究では、システム特性を線形近似して線形計画法を利用した研究が多くなされてきたが、実際の運用への適用を考えると、近年のインバータ技術の普及による非線形性や、機器の出力ポイントが離散的(5%刻みなど)であること、水温変化の計算には反復計算による微分方程式の解法が必要になるなど、線形近似では対応しきれない場面が非常に多い。そこで本研究では、反復計算を用いてより最適な解を探索する人工知能アルゴリズムの一種であるメタヒューリスティクスを利用した。さらにエネルギーシステムを構成する配管やヘッダーなどにおける流体抵抗をCFD(Computational Fluid Dynamics)を活用して予測する方法を検討するとともに、それらをより計算負荷の小さいANN(Artificial Neural Network)を用いてモデル化する方法を開発した。本年度で実施した内容は以下のとおりである。1)実態に即した配管・ヘッダー構成等のモデル化。2)制御ポイント及び成り行きとなっているポイントの精査。3)制御応答性の検証及びモデル化。4)メタヒューリスティクスを利用した最適化手法の精度と有用性の確認。エネルギーシステムは熱源側を対象として検証を行った。また、学会委員会を主宰し、実務家へのヒアリングをおこない実態の把握を進めた。従来計画していた学会委員会の設立が無事に完了し、初年度の委員会開催もつつがなく完了したため、必要とされていた実務知識を習得できたことからおおむね順調に進展しているとの評価とした。本年度には、まず単体建物を対象に需要データの整備、予測アルゴリズムの開発及び実態に即した運用の最適化まで確立する。単体建物に関する基盤を確立した後、それを多数の建物に拡張していく予定である。今後の社会的なニーズでは、各建物が蓄電池を所有するケースに加えて、とりわけ再開発地区などにおいて共有の蓄電池・蓄熱槽を設けるケースも想定される。そこで、本年度では複数建物が持つエネルギーシステム同士の接続を段階的に増やしていくことで研究の発展を試みる。研究段階として以下の3つを念頭に、複数需要家のシステムを構築する。段階1)PVを備えたオフィス2棟に共有蓄電池を設置し、一般電力需要をその蓄電池及びPV、商用電力から賄う。電力系統での接続が多い分、運用時の選択肢も多くなるため、最適化問題として複雑になる。段階2)2棟で共有するコージェネレーション設備(共有コジェネ)を追加する。更にオフィスビルと病院という需要パターンの異なる建物を連携することで、多様性を持った最適化手法を確立する。共有コジェネの導入によりシステム系統は更に複雑さを増すため、より効率的な最適化手法に関して工夫を施す。段階
希土類-クラウンエーテル錯体の水和と液-液分配特性に関する研究

1.希土類(RE)-クラウンエーテル錯体の抽出性の高い系を見いだすために,クラウンエーテルとして18-クラウン-6(18C6)を,酸性抽出剤(対陰イオン)としてペンタデカフルオロオクタン酸(Hpdfo)と二座配位子のヘキサフルオロアセチルアセトン(Hhfa)を用い,種々の溶媒へのLa,Gd,Luの抽出平衡を調べた。Hpdfo-ベンゼン系での抽出錯体はいずれもRE(pdfo)_3(18C6)であり,その抽出性はLa≫Gd≧Luとなり期待したように18C6のサイズ選択性がみられた.Hhfa-ベンゼン系では抽出錯体はpdfo系同様RE(hfa)_3(18C6)であったが,3元素の抽出性の差はほとんどなかった.一方,Hhfa系においてより極性の高い溶媒を用いるとLaがLa(hfa)_2(18C6)^+として選択的に抽出されるようになり,ニトロベンゼンでは抽出性はLa≫Gd>Luとなることが分かった.2.RE-18C6錯体の水和や構造を調べるために,まず,REとしてLaとEu,酸性抽出剤としてトリクロロ酢酸(Htca)を用い,抽出平衡のほか伝導率測定,レーザー誘起蛍光スペクトル分析を行った.1,2-ジクロロエタン(DCE)への抽出錯体はpdfo同様RE(tca)_3(18C6)であり,Laの高い抽出選択性がみられた.La錯体を含むDCE溶液の伝導率はきわめて低く,3分子のtcaは解離せずにLaに結合しているものと考えられる.DCEに抽出されたEu(tca)_3(18C6)のレーザー誘起蛍光スペクトル並びに蛍光寿命を測定し,錯体中のEu^<3+>の内配位圏の水和について研究した.励起スペクトルには578.4nmと579.1nmに二つの極大がみられ,それぞれのピークでの蛍光寿命測定から25°Cでは1水和錯体と2水和錯体が共存していることが分かった.3.今後,18C6の空孔により適合する軽希土(特にLa)を用いて,tca,pdfo並びにhfa系の錯体の水和数を決定するとともに,NMRにより錯体の構造に関して研究する予定である.1.希土類(RE)-クラウンエーテル錯体の抽出性の高い系を見いだすために,クラウンエーテルとして18-クラウン-6(18C6)を,酸性抽出剤(対陰イオン)としてペンタデカフルオロオクタン酸(Hpdfo)と二座配位子のヘキサフルオロアセチルアセトン(Hhfa)を用い,種々の溶媒へのLa,Gd,Luの抽出平衡を調べた。Hpdfo-ベンゼン系での抽出錯体はいずれもRE(pdfo)_3(18C6)であり,その抽出性はLa≫Gd≧Luとなり期待したように18C6のサイズ選択性がみられた.Hhfa-ベンゼン系では抽出錯体はpdfo系同様RE(hfa)_3(18C6)であったが,3元素の抽出性の差はほとんどなかった.一方,Hhfa系においてより極性の高い溶媒を用いるとLaがLa(hfa)_2(18C6)^+として選択的に抽出されるようになり,ニトロベンゼンでは抽出性はLa≫Gd>Luとなることが分かった.2.RE-18C6錯体の水和や構造を調べるために,まず,REとしてLaとEu,酸性抽出剤としてトリクロロ酢酸(Htca)を用い,抽出平衡のほか伝導率測定,レーザー誘起蛍光スペクトル分析を行った.1,2-ジクロロエタン(DCE)への抽出錯体はpdfo同様RE(tca)_3(18C6)であり,Laの高い抽出選択性がみられた.La錯体を含むDCE溶液の伝導率はきわめて低く,3分子のtcaは解離せずにLaに結合しているものと考えられる.DCEに抽出されたEu(tca)_3(18C6)のレーザー誘起蛍光スペクトル並びに蛍光寿命を測定し,錯体中のEu^<3+>の内配位圏の水和について研究した.励起スペクトルには578.4nmと579.1nmに二つの極大がみられ,それぞれのピークでの蛍光寿命測定から25°Cでは1水和錯体と2水和錯体が共存していることが分かった.3.今後,18C6の空孔により適合する軽希土(特にLa)を用いて,tca,pdfo並びにhfa系の錯体の水和数を決定するとともに,NMRにより錯体の構造に関して研究する予定である.
陸上試料の炭素14年代較正データの検証研究

木材や材化石、化石サンゴや洞窟堆積物(鍾乳石)、年縞堆積物などの年代既知の試料の炭素14測定から過去5万年からの炭素14年代キャリブレーションデータセット(IntCal13)が得られてきた。本研究では、国際陸上学術掘削計画(ICDP)死海深層掘削計画(DSDDP)で死海最深部(ICDP 5017-1地点)から得られた堆積物コアに含まれる陸上起源の植物遺体化石の高精度の炭素14年代測定を行い、同堆積物試料のアラゴナイトのウラン系列年代を比較することでIntCal13の検証研究を行った。列年代を比較することでIntCal13の検証研究を行った。炭素14年代から暦上の年代に較正するためには、炭素14年代キャリブレーションデータセットが必要となる。過去5万年間に関しての陸域試料の炭素14年代測定値を暦上の年代に較正する炭素14年代キャリブレーションデータは、福井県水月湖の年縞堆積物から得られている。本研究では、このデータセットの信頼性の検証、炭素14年代キャリブレーションデータの精度の向上を目的としている。国際陸上科学掘削計画(ICDP)の死海深層掘削プロジェクトで採集された堆積物コアの堆積学的な観察実験、コア高解像写真の解析、複数コアの比較検討を行うとともに、上部150メートル掘削コアの有機物試料(陸上植物の枝や葉)の炭素14年代測定を行い、死海中央部の堆積プロファイルの年代-深度モデルを確立した(ICDP死海深層掘削プロジェクトEin Gedi 2ndワークショップで発表)。さらに、掘削コアに含まれる炭酸塩(湖水から沈殿したアラゴナイト)の炭素14年代測定結果の外来炭素の混入の影響を補正する方法を理論的な考察をもとに考案しその方法の有効性を評価する基礎実験を行った。本方法は、風声塵に含まれる炭酸塩の混入による堆積物コア中の炭酸塩の炭素14年代シフトを地球化学的な指標(風声塵に特有に含まれる元素)を用いて正しく補正するという新たな試みである。現在、掘削コアに含まれる炭酸塩のウラン系列年代測定が死海深層掘削プロジェクトに参画するアメリカ・イスラエルの共同研究者が中心となり実施されている。死海掘削コアの有機物及び炭酸塩(外来炭素の補正後)とウラン系列年代測定を比較検討することで、過去5万年間の炭素14年代キャリブレーションデータの整備作業を進めている。共同研究者と議論を重ね、死海掘削コアからの炭素14年代キャリブレーションデータの信頼性(不確さ)を明確にして、データ公表を計画している。炭素14年代から暦上の年代に較正するためには、炭素14年代キャリブレーションデータセットが必要である。過去5万年間の陸上試料の炭素14年代キャリブレーションデータセットは、福井県水月湖の年縞堆積物などから得られた。本研究では、このデータセットの信頼性の検証、炭素14キャリブレーションデータの精度の向上を目的としている。国際陸上科学掘削計画(ICDP)の死海深層プロジェクト(DSDDP)採集された湖底堆積物コアの上部150メートルから得られた有機物試料(陸上の植物の枝や葉)の炭素14年代測定法で決定した。今年度は、データ密度を高めるために、死海北湖中央部から採集された複数のコア(ICDP掘削サイト:5017-1-B, -C, -D, -E and &#8211;H)の層序学的な対比を行った5017-1サイトからの113セクションの87セクションが関連付けることができ、高い密度のデータセットが得られた。本成果は、22nd International Radiocarbon Conference (セネガル、2015年11月)で公表し、Radiocarbon chronology of the DSDDPcore at the deepest floor of the Dead Seaというタイトルの論文にまとめ、Radiocarbon誌に投稿した(現在査読中)。また、ICDP-DSDDPサイト5017-3から採集した堆積物コアの有機物試料(陸上の植物の枝や葉)の炭素14年代測定法を行い、大まかな編年を得た。現在、ICDPサイト5017-1と5017-3の層序的な関連付を行っている。本研究計画を立案した時の研究項目(炭素14年代測定)はほぼ完了した。U系列年代測定(海外協力者が担当)は完了している。当初予定していたより、本研究を進めていくうえでコア採集が不完全で、掘削深度の曖昧さがあることが明らかになった。本年度は、既存の炭素14年代キャリブレーションデータセットを高時間分解能で検証するための解決策として複数のコアの対比・関連付作業を行った。本年度の作業で問題を解消することができ、本研究の目的を達成できる目途がたった。本年度は、国際陸上科学掘削計画(ICDP)死海深層掘削プロジェクト(DSDDP, Dead Sea Deep Drilling Project)に参加している研究者と連携して、死海北湖中央部(掘削地点ICDP5017-1、水深293 m)で採集したコア総コア長456m堆積物試料及び湖岸部Ein Gedi沖(掘削地点ICDP5017-3)で採集した総コア長344mの堆積物コアの高画像解析・実際のコア観察を重点的に行い、各コアのコンポジット・プロファイルを作成、共同研究者とその信頼性を検討した(ドイツ・ブレーメンで主要研究者と意見交換及び関係者とメイルでの意見交換を実施)。その結果、複数も掘削穴から採集された堆積物を関係づけることが可能となった。