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せん断変形下で降伏する粉体の非平衡ダイナミクス　―　粘弾性挙動と雪崩の解明

粉体の複雑な振舞いを微視的に理解するため,分子動力学法を用いて,せん断変形下で降伏する粉体の非ファイン速度の統計的性質を調べた.特に、非アフィン速度の集団的な振舞いや渦構造が観測される降伏状態において、強い空間相関が現れる事が解り,エネルギースペクトルが波数に対してべき減衰を示し,ストレスの強い非線形性の裏にはミクロな乱流構造が潜んでいることを見出した.高密状態における強い空間相関のため,従来の運動論は成立せず,分子動力学法によって高密度粉体のミクロな運動を直接調べることで,降伏応力の発生と微視的構造の関係解明によって、非アフィン速度の乱流的な振る舞いとレオロジー特性がどう関わるか解明した.高密度な粉体の粘弾性挙動を微視的なスケールから理解するために、分子動力学法を用いた数値計算と非平衡統計力学に基づく理論解析によって研究を遂行した。本年度は研究目標への最初のステップとして、最近我々が見出した高密度な粉体せん断流における乱流構造の解析を応用し、粉体のマクロなレオロジー特性の微視的理解に努めた。まず始めに、分子動力学法で計算した各粒子の速度から、平均的な速度場を差し引いたゆらぎ成分(非アフィン速度)を求め、その集団的な渦構造に関する理論解析を行った。シェアストレスなどのレオロジー特性を決定するのは、粉体粒子が空間全体に占める割合(被覆率)とせん断率であるため、分子動力学法ではこれら二つのパラメータを様々な値に設定し、マクロな物理量の変化と非アフィン速度などミクロな物理量の関係を調べた。その結果、粉体が非常に小さなせん断率でも降伏応力を示すような高密度な状態に限り、非アフィン速度の集団運動が飛躍的に促進して大きな渦構造を現すことが解った。この様な粒子の複雑な集団運動は、降伏状態の様にストレスの強い非線形性を伴う現象を微視的に説明することを非常に難しくしている。そこで、通常の乱流において渦構造の定量化に使われるエンストロフィーを粉体せん断流に適用し、非アフィン速度の渦構造と降伏状態におけるエネルギー散逸の構造を調べた。我々は、特に高密度でせん断が弱い場合に、エンストロフィーが中間的な長さスケール(メソスケール)において冪減衰を示すことを発見し、粉体の降伏状態においてエネルギーのカスケードが生じている可能性を突き止めた。数値計算で得られた冪指数を理論的に説明するために、せん断によるエネルギー注入率と、粉体の非弾性相互作用を引き起こす粒子間の粘性をパラメータとして、エンストロフィーの冪指数およびせん断率依存性を次元解析で求め、数値計算の結果と見事に一致することを示した。高密度な粉体せん断流の渦構造に関する成果に加え、系の大きさが著しく増加した場合に見られる非アフィン速度の異方性に関する研究がほぼ完成しつつある。これは、これまでの分子動力学法で用いてきた粉体粒子の数を大幅に増やし、被覆率とせん断率をコントロールパラメータとした数値計算を行うことで、非ファイン速度がせん断と垂直あるいは平行な方向に揃うような集団的振舞いを観測したのが始まりである。この異方的な非アフィン速度のパワースペクトルを計算すると(これは通常の乱流におけるエネルギースペクトルに相当する関数だが、波数ベクトルの異方性も考慮している点が異なる)、特徴的な四重極構造を示すことが解り、粉体の被覆率が高く、せん断が弱い場合に特に顕著であることが確認されている。非アフィン速度の異方的な集団運動は、せん断によるシェアバンドの形成と深く関係している。我々は、数値計算で明らかになったパワースペクトルの四重極構造を理論的に説明するため、高密度な粉体に対する流体力学方程式を採用し、密度・速度・粉体温度のゆらぎ成分について線形化を行うことで、粉体の流体力学モードを解析的に求めた。特に、速度ゆらぎに対応した流体力学モードの結果から、パワースペクトルの理論的な表式を求めることが出来、分子動力学法で得られた四重極構造を見事に説明することを示した。これらの研究成果は、学術論文として投稿中である。また、本年度の研究計画の一つである粉体中の音波伝搬に関する数値結果も出揃っている。特に、高密度な粉体中に圧縮やせん断などの摂動を与えた直後から観測できる縦波や横波の分散関係を調べており、ジャミング転移点と呼ばれる臨界密度に近づくにつれて、音速や音波減衰がどの様に変化するかを議論している。今後、音波伝搬の研究成果は学術論文としてまとめる予定であり、今年度の日本物理学会でも研究の成果報告を行う予定である。粉体は工学や地学など多くの分野で対象とされ,その集団としてのダイナミクスはガラスやサスペンションなどと共に、現在の非平衡統計力学の重要なテーマである.特に,非弾性相互作用によるエネルギー散逸や表面に働く摩擦など,粉体固有の性質はマクロな輸送現象や力学特性の予測を困難にしている.例えば,粉体のレオロジーは密度に強く依存し,ある密度以上では,粉体同士の接触力がマクロな力学応答を支配し,ストレスが強い非線形性を示す降伏状態に陥る(ジャミング転移).また,粉体の降伏現象は亀裂や破壊を伴うものではなく,離散的な粉体が非アフィン的に再配置する事が主な原因である.この様な粉体の複雑な振舞いを微視的に理解するため,分子動力学法による数値計算を用いて,せん断変形下で降伏する粉体の非ファイン速度(平均流周りの速度ゆらぎ)の統計的性質を調べた.そこで,非アフィン速度の集団的な振舞いや渦構造が観測され,降伏状態において強い空間相関を示している事が解った.

さらに,エネルギースペクトルが波数に対してべき減衰を示し,ストレスの強い非線形性の裏にはミクロな乱流構造が潜んでいることを見出した.粉体の密度が高く,外場によって流れる場合は,粉体間の接触力が系全体の力学特性に大きく寄与し,粉体気体とは異なるレオロジー特性を示す.この様な高密状態では粉体同士が強く相関するため,従来の運動論は成立せず,現在でも微視的理論の確立に向けた研究が行われている.一方,分子動力学法によって高密度粉体のミクロな運動を直接調べることもでき,降伏応力の発生と微視的構造の関係解明は重要なテーマである.特に,剪断流の場合に限ると,各々の粉体の速度から平均流を差し引いた「非アフィン速度」が非常に複雑な空間構造を持つことが普遍的に知られ,本研究では非アフィン速度の乱流的な振る舞いとレオロジー特性がどう関わるか解明した.粉体の複雑な振舞いを微視的に理解するため,分子動力学法を用いて,せん断変形下で降伏する粉体の非ファイン速度の統計的性質を調べた.特に、非アフィン速度の集団的な振舞いや渦構造が観測される降伏状態において、強い空間相関が現れる事が解り,エネルギースペクトルが波数に対してべき減衰を示し,ストレスの強い非線形性の裏にはミクロな乱流構造が潜んでいることを見出した.高密状態における強い空間相関のため,従来の運動論は成立せず,分子動力学法によって高密度粉体のミクロな運動を直接調べることで,降伏応力の発生と微視的構造の関係解明によって、非アフィン速度の乱流的な振る舞いとレオロジー特性がどう関わるか解明した.粉体中の音波伝搬の成果をまとめた後は、次の課題であるストレスの雪崩について研究を行う。ここでも分子動力学法による数値計算を用い、ジャミング転移点を超えた高密度な粉体に強制的なせん断を加え、降伏状態にある粉体のシェアストレスや弾性エネルギーの変化を調べる。最近、降伏状態におけるストレスなどマクロな物理量の変化が注目され、雪崩という観点から様々な研究報告がなされている。特に、雪崩に伴うストレスの急激な変化を定量化し、その統計分布を調べる手法や、より微視的に雪崩が発生する際の粒子の変位を測定する微視的な手法などが主流である。しかし、ジャミング転移点を超えた粉体の力学特性は、内部に発達した応力鎖の変化が本質であるため、我々は降伏状態における応力鎖の複雑な組み換えが、ストレスの急激な変化(雪崩)の引き金になると考えている。そこで、応力鎖の変化を定量化するため、降伏状態における力の条件付き確率分布を導入し、分子動力学法によってその分布の様子を調べる。我々は既に、せん断ではなく一様圧縮の場合に、力の条件付き確率分布を精密に測定しており、分布の関数形から圧縮下でのマクロな圧力や粒子の接触点数の平均的な振舞いを説明することに成功している。従って、同様の理論解析をせん断変形の場合に適用することは比較的容易であり、既に初歩的な計算結果を得ている。また、応力鎖の組み換えに起因したストレスの急激な変化に注目するためには、有限なせん断速度に伴うダイナミックな効果を出来る限り排除しなければならない。そのため、我々の分子動力学法では準静的なアルゴリズムを採用し、せん断を加える毎に系をエネルギーランドスケープの(局所的な)平衡状態に緩和させている。これにより、雪崩に伴うストレスの変化がほぼ不連続となり、実際の実験とも近い結果を数値的に再現している。今後、力の条件付き確率分布などの理論解析を進める予定である。
貴金属表面上における小さなフラーレンの重合体形成過程の解明と構造変化誘起の試み

我々はこれまでに,AuとAg表面にアークプラズマガン(APG)と呼ばれる,カソードアークの一種を用いて炭素蒸着を行うと,表面に形状の揃った構造が形成されることを見出し,報告してきた.走査トンネル顕微鏡(STM)による形状観察からこの構造はC20フラーレンの1次元重合体の可能性があり,研究を進めている.(以降この構造を「炭素ナノ構造」と呼称.)本年度は,引き続きSTM観察とex-situでの赤外分光測定を行った.特に本年度は試料作製技術の改良を試みた.これまでの研究からAu(111)表面よりはAg(111)表面上のほうがより容易に炭素ナノ構造が形成されることが知られており,本研究の基板としてはAg(111)表面が望ましい.多くの場合,Ag(111)表面は単結晶表面の超高真空システム下でのスパッタリングとアニーリングで作製される.我々もこれまで同様の方法での作製を続けていたが,この方法で作製される表面での(111)テラスの大きさはそれほど大きくない場合が多いことが問題であった.炭素ナノ構造はかなり広い範囲(数100nm以上)で原子オーダーで平坦な表面で形成される性質があるため,狭いテラスの形成は研究の大きな妨げとなってきた.そこで本年度は基板を単結晶から薄膜に変更し,研究を試みた.Ag薄膜において原子オーダーで平坦な表面を得ることはAuの場合よりは困難であるが,いくつかの方法が提案されており,我々は基板であるマイカをあらかじめ真空中でアニールしておく方法にて良好な表面を得ることができることを確認した.特に,ex-situで薄膜を作製した場合も,超高真空システムでの追加の処理において原子オーダーで平坦な表面を得ることができた.この方法を用いて本年度は1次元上に配列した炭素ナノ構造からアイランド状の集合体を形成することに成功した.またこの構造の赤外分光データを取得した.本研究では我々の見出した炭素ナノ構造の構造同定と形成過程を明らかにすること,また電子線照射による構造変化を行うことが目的であるが,いずれにしても表面上に十分な量の炭素ナノ構造が形成されている必要があり,本年度の技術の改良でこれらの目的に向けた準備を行うことができたと考えている.また,構造形成後に極々低温で(数十°C)アニールを行うことで,炭素ナノ構造をアイランド化した構造の作製にも成功した.ここに電子線照射を行うことで,目的の実験を行うことが可能となった.なお,構造同定の研究においては,ラボでの赤外分光に加えて放射光施設での測定も試みた.炭素導入量を増加させると,炭素量が少ない場合とは異なる位置に吸収ピークが現れることが明らかになった.Gaussianを用いたシミュレーションの結果はこれらをC20フラーレンの2次元重合体として考えることが可能な結果となっている.一方,これまで「炭素ナノ構造」の吸収ピークであると考えられていた赤外吸収ピークに関して疑問を呈する測定データがラボでの実験で得られており,今後複数回の測定が必要であるが上記の実験手法の改良により頻回の測定が可能になっており,現在測定を進めている予定通り電子線照射装置の導入を行い,C20フラーレンの重合体と考えられる構造の構造変化を試みる予定である.またこれまでにも炭素ナノ構造は表面への結合が弱く,表面での移動が容易であるとの予想がなされていたが,今回数十°Cのアニールでアイランド化に成功したことは,改めてこのことを裏付ける結果であり,計画しているSTM探針によるC20フラーレンの配列変更が成功する可能性は高い.使用しているSTM装置の制御プログラムの開発を行い,STM探針による配列の人工的な変更の研究に着手する予定である.赤外分光に関しては,改めて測定が必要な状況であり,今後蒸着量を最大限増加させた試料にて測定を試みる予定である.我々はこれまでに,AuとAg表面にアークプラズマガン(APG)と呼ばれる,カソードアークの一種を用いて炭素蒸着を行うと,表面に形状の揃った構造が形成されることを見出し,報告してきた.走査トンネル顕微鏡(STM)による形状観察からこの構造はC20フラーレンの1次元重合体の可能性があり,研究を進めている.(以降この構造を「炭素ナノ構造」と呼称.)本年度は,引き続きSTM観察とex-situでの赤外分光測定を行った.特に本年度は試料作製技術の改良を試みた.これまでの研究からAu(111)表面よりはAg(111)表面上のほうがより容易に炭素ナノ構造が形成されることが知られており,本研究の基板としてはAg(111)表面が望ましい.多くの場合,Ag(111)表面は単結晶表面の超高真空システム下でのスパッタリングとアニーリングで作製される.我々もこれまで同様の方法での作製を続けていたが,この方法で作製される表面での(111)テラスの大きさはそれほど大きくない場合が多いことが問題であった.炭素ナノ構造はかなり広い範囲(数100nm以上)で原子オーダーで平坦な表面で形成される性質があるため,狭いテラスの形成は研究の大きな妨げとなってきた.そこで本年度は基板を単結晶から薄膜に変更し,研究を試みた.Ag薄膜において原子オーダーで平坦な表面を得ることはAuの場合よりは困難であるが,いくつかの方法が提案されており,我々は基板であるマイカをあらかじめ真空中でアニールしておく方法にて良好な表面を得ることができることを確認した.

特に,ex-situで薄膜を作製した場合も,超高真空システムでの追加の処理において原子オーダーで平坦な表面を得ることができた.この方法を用いて本年度は1次元上に配列した炭素ナノ構造からアイランド状の集合体を形成することに成功した.またこの構造の赤外分光データを取得した.本研究では我々の見出した炭素ナノ構造の構造同定と形成過程を明らかにすること,また電子線照射による構造変化を行うことが目的であるが,いずれにしても表面上に十分な量の炭素ナノ構造が形成されている必要があり,本年度の技術の改良でこれらの目的に向けた準備を行うことができたと考えている.また,構造形成後に極々低温で(数十°C)アニールを行うことで,炭素ナノ構造をアイランド化した構造の作製にも成功した.ここに電子線照射を行うことで,目的の実験を行うことが可能となった.なお,構造同定の研究においては,ラボでの赤外分光に加えて放射光施設での測定も試みた.炭素導入量を増加させると,炭素量が少ない場合とは異なる位置に吸収ピークが現れることが明らかになった.Gaussianを用いたシミュレーションの結果はこれらをC20フラーレンの2次元重合体として考えることが可能な結果となっている.一方,これまで「炭素ナノ構造」の吸収ピークであると考えられていた赤外吸収ピークに関して疑問を呈する測定データがラボでの実験で得られており,今後複数回の測定が必要であるが上記の実験手法の改良により頻回の測定が可能になっており,現在測定を進めている予定通り電子線照射装置の導入を行い,C20フラーレンの重合体と考えられる構造の構造変化を試みる予定である.またこれまでにも炭素ナノ構造は表面への結合が弱く,表面での移動が容易であるとの予想がなされていたが,今回数十°Cのアニールでアイランド化に成功したことは,改めてこのことを裏付ける結果であり,計画しているSTM探針によるC20フラーレンの配列変更が成功する可能性は高い.使用しているSTM装置の制御プログラムの開発を行い,STM探針による配列の人工的な変更の研究に着手する予定である.赤外分光に関しては,改めて測定が必要な状況であり,今後蒸着量を最大限増加させた試料にて測定を試みる予定である.別項目で述べたように,赤外吸収測定において再実験を要する結果が得られたため,この実験に注力しており,炭素導入時のバイアス電圧依存性の実験を次年度行うことにしたため.ただし,研究促進のための下地基板の品質の大幅な改良に成功しており,全体の進捗には問題が無い.2019年度予定通り電子線照射実験および炭素導入時のバイアス電圧依存性の研究を行う.
強誘電性半導体の分極電場に駆動された光キャリアダイナミクスと光起電力効果の解明

強誘電体は外部電場がない場合でもマクロな分極を有しており、分極電場によって光キャリアが分離・輸送されることで光起電力が生じる。本研究では、強誘電性と半導体性を併せ持つ「強誘電性半導体」の光電特性を解明することを目的とし、時間分解レーザー分光を用いて強誘電性半導体において分極電場に駆動される光キャリアダイナミクの研究を行った。本研究では過渡吸収測定、時間分解光伝導測定を用い、巨大光起電力が報告された強誘電体BiFeO3薄膜を研究対象とした。BiFeO3薄膜では、トラップに捕獲された光キャリアが再励起されることによって実効的に長寿命となり、これが高い光起電力効果と関係していることを明らかにした。本研究は、強誘電性と半導体性を併せ持つ「強誘電性半導体」の光電特性を解明することが目的である。さらに、強誘電ナノドメイン構造を制御することで、バンドギャップエネルギーを超える巨大光起電力も得られるなど、既存の光電変換材料にはない全く新しい物性を示す。しかしながら、分極電場に駆動される光キャリアダイナミクスやその強誘電ドメイン構造による影響はほとんど研究されていなかった。本研究では時空間分解レーザー分光を用いて強誘電性半導体の光キャリアダイナミクスを明らかにし、光起電力効果のメカニズム解明と制御方法の確立を目指し、研究を進めた。本年度は、過渡吸収測定、時間分解光伝導測定により異なる基板(SrTiO3, DyScO3)上に作製した強誘電体BiFeO3薄膜の光キャリア再結合・緩和ダイナミクスの全体像を明らかにした。白色過渡吸収分光から、光励起直後からバンドギャップエネルギー近くに過渡吸収帯が現れ、これは光励起された電子がより高い伝導帯に励起されることによって生じる。この吸収帯の時間変化をプローブすることで、光励起電子の寿命を決定することができた。BiFeO3薄膜は数ピコ秒の速い緩和過程に加えて、マイクロ秒に及ぶ長寿命成分があることが分かった。この結果を踏まえ、BiFeO3薄膜における光起電力効果が、トラップに捕獲された光キャリアが再励起されることによって実効的に長寿命となることと関係していることを明らかにした。本研究の成果を論文に纏め、論文誌に掲載された他、国際・国内学会においても本研究成果の発表を行った。本研究では、強誘電性と半導体性を併せ持つ「強誘電性半導体」の光電特性を解明することを目的としている。時空間分解レーザー分光を用いて強誘電性半導体の光キャリアダイナミクスを明らかにし、巨大光起電力効果などのユニークな物性発現のメカニズム解明と制御方法の確立を目指して研究を行った。本年度は、巨大光起電力効果が報告されているBiFeO3薄膜において、過渡吸収・光伝導ダイナミクスを組み合わせることにより、光キャリア再結合ダイナミクスの全貌を明らかにした。ポンプ-プローブ法による過渡吸収測定によって、ピコ秒からマイクロ秒の時間領域では、過渡吸収ダイナミクスに4つの特徴的な緩和過程があることが分かった。1つは、励起直後に立ちあがりその後24 psの間に信号強度の変化が少なく、そこから1 psほどで鋭く緩和する矩形型ダイナミクスで、残りの3つはそれぞれ、100 ps、60 ns、0.38 msの寿命をもつ指数関数型の緩和である。これらの緩和成分はポンプ光の励起強度やエネルギーにほとんど依存しない。白色ポンプ・プローブ測定により吸収スペクトルの時間変化を観測したところ、矩形型成分の幅は、短波長ほど減少することが分かった。また、過渡吸収スペクトルは100ps程度で高エネルギー側にシフトしている。これは、キャリアの局在化と対応していると考えられ、100psの指数関数型緩和成分は、自由キャリアの局在化時間であると結論付けた。この結論は、極めて速い光伝導寿命とも整合している。これらの結果からBiFeO3薄膜における光キャリアダイナミクスと光誘起現象の関係について議論し、この成果を複数の学会にて報告した。主な研究対象であるBiFeO3薄膜の光キャリアダイナミクスの全貌を解明した。特に、白色ポンプ-プローブ過渡吸収分光法と光伝導ダイナミクスを組み合わせることで、詳細な光キャリアの再結合・局在化ダイナミクスに関する理解が得られた。BiFeO3における極めて速いキャリア局在化は低い光電流密度とも整合している。また、光キャリアダイナミクスと自発分極の間に相関があることを示唆する結果も得られており、今後の研究への展開が期待される。

これらの成果により、強誘電性半導体の光電特性解明に向けた道筋がつけられたと考えられる。これまでに明らかにしたBiFeO3薄膜における光キャリア再結合ダイナミクスを踏まえ、巨大光起電力の起源である強誘電体中の自発分極と光キャリアダイナミクスの関係を明らかにする。このため、温度・圧力・電場などによって試料の強誘電性を制御し、光第二高調波(SHG)測定などによって強誘電性を評価した上で、過渡吸収分光・光伝導分光による光キャリアダイナミクスの測定を行う。また、強誘電体における光起電力効果などの普遍的な光誘起現象と光キャリアダイナミクスの関係を明らかにするため、BiFeO3薄膜以外の強誘電体試料においても測定を行う。これらの結果を基に、強誘電性半導体の光電特性に関する学理を構築し、新しい光電変換過程を利用した光エネルギー変換技術の提案への道筋をつける。当該年度においては、BiFeO3薄膜試料に注力することで光キャリア再結合ダイナミクスの全貌を明らかにすることができたが、一方で、BiFeO3薄膜以外の試料における研究は当初の予定ほどには進展しなかった。そこで、他の強誘電体試料における研究の一部を次年度に行うこととし、試料・基板購入に充てる費用の一部を次年度に繰り越すこととした。上述したように、次年度はBiFeO3薄膜以外の試料における強誘電性の評価・光キャリアダイナミクスの測定を行う予定であり次年度使用額はこの研究の遂行のために使用する予定である。
網膜神経幹細胞移植におけるEph受容体型チロシンキナーゼの分化制御に関する研究

網膜神経幹細胞移植に先駆けて、NMDA障害モデルラット眼にEGFPトランスジェニックマウス胎児脳由来神経幹細胞を移植し、移植細胞が1ヶ月以上の長期に渡り、網膜内に生着することを証明した。第二に、単離した神経幹細胞が、網膜内に移植された場合の、細胞系譜について解析をおこなった。移植された細胞の系譜を特異的マーカーを用いて経時的に解析したところ、移植細胞は移植後早期には網膜内にニューロンとして生存しうるが、時間経過とともにグリア細胞が増加することが明らかとなった。また移植された網膜のミューラーグリアは長期にGFAP、nestin陽性のreactive gliaの反応を示し、移植部位のみならず網膜全体にこれらの変化が認められたことから、ごく少数の細胞を移植することでも網膜内の環境変化が生じうることが示唆された。第三に、移植細胞にbHLHプロニューラル遺伝子であるneurogenin1,2をアデノウィルスベクターを用いて遺伝子導入しその細胞系譜を優位にニューロンに分化誘導しうることを明らかにした。神経栄養因子やサイトカイン共存下での細胞系譜の解析を行ない、ex vivoにおける移植細胞の増殖、分化に関する新たな知見を得た。第四に、自家網膜幹細胞の確立に向けてその候補である、色素上皮細胞、ミューラーグリアの単離およびサイトカイン、増殖因子の増殖、分化に関する効果をin vivo、in vitroで解析した。この結果、in vitroにおいてニューロンに優位に分化させることに成功したが、移植実験において遺伝子導入した細胞でも移植網膜内ではグリアに分化することが示された。移植環境において宿主網膜はミューラーグリアが刺激によりGFAP陽性のreactive gliaに変化する現象が示されており、このことから移植環境を整備することが網膜移植再生に重要であることが明らかになった。これに関わるEph分子群および転写因子の解析を行ない、現在進行中である。さらに、脳由来神経幹細胞に加え、網膜幹細胞についての検証を行ない、wnt3aに着目しその増殖因子としての効果を解析した。これらの細胞を用いた移植実験においてすでに単離しているEph分子を用いて、神経再生に関する評価を行なう予定である。第三に、移植細胞にbHLHプロニューラル遺伝子であるneurogenin1,2をアデノウイルスベクターを用いて遺伝子導入しその細胞系譜を優位にニューロンに分化誘導しうることを明らかにした。ミューラーグリアが刺激によりGFAP陽性のreactive gliaに変化する際に未分化な神経のマーカーであるnestinが陽性になることを見い出し、これに関わる転写因子の解析を行なった。今後は脳由来神経幹細胞に加え、網膜幹細胞につての検証を行ない、すでに単離しているEph分子を用いて、神経再生に関する評価を行なう予定である。

移植環境において宿主網膜はミューラーグリアが刺激によりGFAP陽性のreactive gliaに変化する現象が示されており、このことから移植環境を整備することが網膜移植再生に重要であることが明らかになった。これに関わるEph分子群および転写因子の解析を行ない、現在進行中である。さらに、脳由来神経幹細胞に加え、網膜幹細胞についての検証を行ない、wnt3aに着目しその増殖因子としての効果を解析した。これらの細胞を用いた移植実験においてすでに単離しているEph分子を用いて、神経再生に関する評価を行なう予定である。
産業廃棄物からの機能性材料製造プロセスの開拓とその有効利用分野の開拓

都市廃棄物溶融スラグ担持鉄(III)酸化物による廃水中砒素の除去産業廃棄物の一種である都市ゴミ溶融スラグを用いて、過剰のアルカリ試薬をスラグ中の珪素と化学反応させ、ケイ酸塩類を形成し、残りのアルカリ試薬はFe^<3+>と反応させ、鉄(III)酸化物を生成させた。形成した酸化物は珪素を通じてスラグに担持し、廃水処理する時操作しやすい約0.5mmの大粒子を合成した。また、鉄と珪素の結合により架橋構造を形成し、強靭性の吸着剤を合成できた。合成した吸着剤の比表面積は水和鉄酸化物の1.68倍であった。吸着剤は5価のヒ素に対する高い除去能力を持ち、水和鉄酸化物の約3倍であった。また、5価のヒ素に対する吸着剤の最大吸着量は約80g/kgに対して、3価の亜ヒ素は約30g/kgであった。吸着剤からヒ素と亜ヒ素の吸着はFreundlich式に従うことを明らかにした。排水中As(III)の光化学的除去と回収As(III)はAs(V)より毒性が強いので、廃水中のAs(III)をAs(V)に転換した後除去するのが望ましい。本研究では、上記で合成した吸着剤に光触媒を導入し、光化学反応によりAs(III)をAs(V)に転換させ、吸着除去した後回収することを成功した。亜ヒ酸の酸化に必要な照射時間は相対的に短く、平衡吸着までに必要な時間は長いことが判明した。また、光触媒が存在しなくても、紫外線だけで亜ヒ酸が酸化できることを明らかにした。溶液のpHは亜ヒ酸の酸化に大きな影響を与え、酸性とアルカリ性溶液で亜ヒ酸の酸化は比較的に迅速であったが、中性溶液での酸化は極めって遅かった。亜ヒ酸の最適な酸化pH値は3.0前後であり、吸着剤の最適な使用量は2-5gL^<-1>であることが判明した。
実験的脊髄損傷後に生じる脳における可塑性の骨髄間葉系幹細胞による亢進作用の解析

我々は、これまでに慢性期脊髄損傷動物モデルに対し、骨髄間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell: MSC)を経静脈的に移植し、運動機能の回復が得られることを報告した(Morita et al., 2016)。移植されたMSCは損傷部位に集積し、損傷局所のsproutingなどを誘導し機能改善に貢献していた。機能回復のメカニズムとして、損傷局所におけるsproutingなどのメカニズムのみならず、損傷上位に位置する脊髄および脳において、MSC移植によってplasticityが亢進し、新しい神経回路が構築されると考えている。さらに我々は、神経損傷動物モデルに対するMSC移植によって運動機能の改善を認めた群を、magnetic resonance imaging (MRI)を用いたdiffusiontensor tractograpy (DTT)による神経軸索イメージングと神経トレーサーによる神経解剖学的解析によって、MSC移植群では描出される神経線維数が、非MSC移植群に比べて有意に多いことを明らかにした。また、MSC移植群において、同部位におけるシナプス数は有意に多かった。これらの結果から、MSC移植によって神経線維が保護・強化されることで神経の可塑性を亢進させ、機能改善に貢献することを明らかにした(Nagahama et al., 2018)。本研究では、動物モデルを用いて、MSC治療による脊髄損傷後の損傷局所、ならびに損傷上位脊髄および脳におけるplasticityの亢進によってどのように新しい神経回路が再構築され、運動機能の改善に寄与するかについて検討を行っている。以上より、補助金は適切に使用されている。これまでに、ラットを用いた神経損傷動物モデルにMSCの経静脈的移植を行い、運動機能の改善が得られたラットの神経回路の変化を、magnetic resonance imaging (MRI)を用いたdiffusiontensor tractograpy (DTT)による神経軸索イメージングと神経トレーサーによる神経解剖学的解析による検討を行っている。実験に用いる物品費用分であり、次年度以降に使用する。
偶然の文学：ミラン・クンデラと中央ヨーロッパ

特別研究員である筆者は、平成30年4月より1年間、精力的に研究に励んだ。今年度は主に、9月より始まったパリ・ソルボンヌ大学での研究滞在およびその準備に充てられた。所属する学内ではまず、『カンディード』の精読講義に参加した。本作は啓蒙主義を牽引したヴォルテールによって書かれ、最善説という哲学理念を風刺した18世紀文学の傑作であり、クンデラにおける偶然性と運命という筆者の研究テーマに直結する。また20世紀チェコを代表する作家カレル・チェペックによる悲劇論の翻訳講義にも出席した。さらに学外では、「『百科全書』・啓蒙研究会」主催の『百科全書』会読会にも積極的に参加し、クンデラと関係の深いディドロを中心に、啓蒙思想についての見識を深めた。チャペックについては、その悲劇観に関して、チェコ外務省の外郭団体であるチェコセンターに依頼され、チェコ大使館のホームページにエッセイを寄稿した(「ペシミストの幸福ーカレル・チャペックについて」)。また、ディドロとクンデラ、大きくいえば18世紀ヨーロッパ文学と20世紀中欧文学双方の継承者としてのクンデラという観点から、日本フランス語フランス文学会にて「ミラン・クンデラにおける運命ー啓蒙主義と中欧的歴史観をめぐって」という研究発表を行っている。ソルボンヌ大学では、中央ヨーロッパ研究コースのディレクターでチェコ文学の専門家であるガルミッシュ教授の指導のもと、研究を進めている。フランス語でチェコ及びポーランド、オーストリア、ウクライナまたロシア、そしてバルカンの国々の文化を学ぶというチャレンジングな環境だが、歴史的にこれらの国々から亡命者や移民を受け容れてきたパリという都市で学ぶことには大きな意義があり、強い刺激を受けている。啓蒙思想については、パリ・ディドロ大学でディドロの専門家ガレタ教授による偶然性と必然性についての講義を聴講した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。特別研究員である筆者は、新たに東京大学に赴任した阿部賢一准教授のもと、1年間、精力的に研究に励んだ。8月には4週間ほどプラハに赴き、研究者(クンデラの専門家であるヤクプ・チェシュカ教授など)との情報交換や、資料(おもに『トヴァール』などの雑誌掲載論文)の調達に励んだ。この研究滞在の成果を示すべく、9月10日に阿部准教授主催の第一回「ボヘミア研究会」に参加し、「ボヘミア・中欧・ヨーロッパ:ミラン・クンデラの3つの位相」と題する研究発表を行った。これは、クンデラにとって重要ながら曖昧でもある地政・地詩学概念「ボヘミア」を、中央ヨーロッパ、ヨーロッパとの関係のなかで位置づけようという試みだった。このなかで、エッセイ的トポスとして、概念としての中欧・ヨーロッパにたいして、定義されない「小説の場所」としてのボヘミアが浮かびあがった。10月頃から「日本スラヴ学研究会」の学会誌『スラヴ学論集』に投稿するための論文準備に取り掛かり、年末に投稿を終えた。この論文「偶然性と運命ーミラン・クンデラ『存在の耐えられない軽さ』について」は、修士論文で試みた「偶然性」概念を用いての『存在の耐えられない軽さ』読解を、「運命」という新たな切り口とともにナラトロジーを絡めてさらに深めたものであり、研究の進展に大きく寄与するものとなった。3月には日本スラヴ学研究会で「時期区分としての『中央ヨーロッパ』ーミラン・クンデラと亡命」と題した研究発表を行った。ふつう大きくチェコ(スロヴァキア)期とフランス期に区分されてきたミラン・クンデラだが、この発表では、その二つの間にもうひとつの時期区分「亡命期としての中欧的段階」を導入するとどんな視点が得られるか、ということを主題にした。今後の研究の基礎的な枠組みになると同時に、それを「世界文学と亡命」という新たな視点で考えることができた、大変意義深い発表であった。研究は、かなり順調に進んでいると言える。「研究実績」の欄にも記載した阿部賢一准教授の東京大学への赴任は、筆者の研究を大きく前進させた僥倖だった。阿部准教授はチェコ文学の専門家でありながら中央ヨーロッパ全域の文学・文化を視野に収める研究者であり、筆者は夏学期に「中欧文学論」を、筆者の研究対象クンデラと並んで20世紀チェコ文学を代表する小説家である「ボフミル・フラバル研究」を受講し、クンデラを位置づけるうえで非常に重要な中央ヨーロッパの文学について、また同時代のチェコ語とチェコ文学の状況について、学識を深めた。さらに「ボヘミア文学論」という講義にティーチング・アシスタントとして参加し、そのなかで特別に一回分、クンデラに関するレクチャーをする機会を得た。大学では他にも、予定していた通り、研究のキー概念である「偶然性」についての理解を深めるため「ライプニッツ研究」というセミナーに参加した。また、クンデラも影響を受けた共産主義の文化的影響を知るため「ロシア中東欧の映画と文学」を履修した。今年の2月・3月に東京大学で開催されたディヴィッド・ダムロッシュ教授の「世界文学の中の日本文学」という連続特別講義からも、思わぬ収穫を得ることができた。本講義は題の通り主に日本文学に焦点をあてたものだったが、ダムロッシュ教授はもともと昨今の世界文学論の代表的な論者であり、筆者はここで特に、「世界文学と亡命」という観点からクンデラを考えるうえで、大いに刺激を受けた。先述の発表「時期区分としての『中央ヨーロッパ』ーミラン・クンデラと亡命」には、この経験が生かされている。特別研究員である筆者は、2017年4月より1年間、精力的に研究に励んだ。

所属する学内では、夏学期には主にフランス文学系の講義を、秋学期には「〈偶然〉という回路」や、戦後チェコ文学を代表する小説家「ボフミル・フラバル研究」を受講した。また、中欧文学研究のうえで必要となるドイツ語の講義にも出席し、「ロシア中東欧の映画と文学」ではティーチング・アシスタントも務めた。学会での発表も積極的に行った。2017年度は、まず「世界文学・語圏横断ネットワーク研究集会」で「クンデラと世界文学ー視差効果としての亡命」(2017年9月、同志社大学)、ついで「日本フランス語フランス文学会」で「ディドロとクンデラー運命と歴史のテーマをめぐって」(2017年10月、名古屋大学)を、さらに年度末には「日本スラヴ学研究会」で「ミラン・クンデラにおける歴史と運命」(2018年3月、東京大学)という3つの発表を行なっている。それぞれ異なる学会での発表であり、多様な視点から学的刺激を得ることができた。とくに後半のふたつの発表は、これまで研究の重要テーマであった運命と歴史という概念の関係を見つめなおし、それをフランス文学(啓蒙思想)と中央ヨーロッパ文学という文脈において多角的に考えることのできた貴重な機会だった。論文としては、先に触れた「世界文学・語圏横断ネットワーク研究集会」での発表を元に、「亡命期のクンデラと世界文学ー『笑いと忘却の書』における語りの視差」(『れにくさ』第8号、2018年)を執筆した。これは世界文学や亡命といった大きな観点からクンデラ作品を読むという試みで、筆者の今後の研究に広がりをもたせる契機となる重要な論文である。そのほか、チェコセンター東京にて、20世紀チェコを代表する作家カレル・チャペックについての展示「変わらぬ原作、変わり続ける翻訳ー日本とK・チャペックの文学」に協力した。研究は、かなり順調に進んでいると言える。【研究実績】の欄でも述べたが、「世界文学・語圏横断ネットワーク研究集会」、「日本フランス語フランス文学会」、「日本スラヴ学研究会」という3つの異なる学会で研究発表ができたことは筆者にとってはひとつの達成であった。研究対象であるミラン・クンデラは、ひとつの国家的ないし地理的文脈で考えることの難しい多面的な作家であるということを改めて確認することができた。筆者の研究は、ミラン・クンデラという作家の、大きくいえば二つのテーマ系を、三つの文脈で捉えることを目標としている。テーマ系とは、1偶然性と運命、そして2世界文学論。文脈とは、A.チェコ文学、B.中央ヨーロッパ文学、C. (フランス)啓蒙主義である。1については大学でのリレー講義「〈偶然〉という回路」で、多分野にまたがってこの概念の深さと広さを学んだ。2に関しては「世界文学・語圏横断ネットワーク研究集会」での発表(「クンデラと世界文学ー視差効果としての亡命」)と、「亡命期のクンデラと世界文学ー『笑いと忘却の書』における語りの視差」(『れにくさ』第8号)がその成果である。
血流遮断時の組織エネルギー状態の非侵襲的モニタリング法の開発

本研究は、in vivoにおける組織エネルギー状態の、非侵襲的モニタリング法の開発を最終目的としている。低酸素によりエネルギー供給が悪化すると、呼吸鎖が停滞し組織中にNADHが蓄積することを利用し、NADHのイメージング化によるエネルギー状態の把握を試みた。NADHは350nmの紫外線を吸収し、450nmの可視光を放射するため、手術用実体顕微鏡に、光源として350nmのフィルターを付けたキセノンランプを用い、受光部に450nmのフィルターを付けた紫外線感受性電子冷却CCDカメラを装着した。カメラの画像はPC/AT互換コンピュータに取り込み、解析を行った。観察対象にラットの中大脳動脈閉塞モデルを用い、人工呼吸下に大脳皮質のNADHイメージを観察した。その結果、虚血直後より、虚血側の大脳半球の血流低下部位に発光を確認した。現在の問題点として、ヘモグロビンの影響があげられる。ヘモグロビンは450nmの光を吸収するため、組織中の血液量の低下のみによっても発光量が増加する可能性がある。また肝臓のように組織中の血液量が極めて多い組織ではNADHの蓄積による発光量の変化が検出できない可能性がある。これらヘモグロビンによる問題を解決するため、受光感度を上げると共に、画像データと組織中NADH量の実測値を照らし合わせ、相関関係を明らかにする必要がある。
多孔性高分子薄膜をマトリックスに用いた階層的な生体組織再生に関する研究

本研究では、血管組織再生における構造形成および機能発現に対するマトリックスによる制御と力学的負荷による制御の違いを明らかにする。そのために、血管組織におけるレイヤー構造を忠実に再現し、かつ細胞間コミュニケーションが保証された培養システムを確立しなければならない。これを可能にするのが、ハニカムフィルムを用いた血管組織培養システムである。ハニカムフィルムとは、高湿度条件下で両親媒性高分子溶液の揮発に伴って溶液表面に生じる微小水滴の二次元規則配列を鋳型とすることにより自己組織的に形成される多孔性高分子薄膜である。これまでに、1細胞培養マトリックスとしての自己支持性ハニカムフィルムの作製、2自己支持性ハニカムフィルム上での血管内皮細胞、血管平滑筋細胞の培養、3流れ負荷のかけられる培養チャンバーの製作、について研究を行った。その結果、1生分解性高分子であるポリε-カプロラクトン、ポリ乳酸より作製したハニカムフィルムを延伸することで、細孔の配列に異方性持たせることができるようになった。2この延伸ハニカムフィルム上で血管内皮細胞、血管平滑筋細胞を培養したところ、いずれの細胞も細孔の配列パターンに沿って配向することが明らかとなった。3流れ負荷のかけられる培養チャンバーを設計し、作製した。本年度は、流れ負荷のかかる培養チャンバーを実際に使用して血管内皮細胞の培養を行った。ガラス基板上で培養した内皮細胞をチャンバー内に設置し、実際に流れ負荷をかけた。ところが、チャンバー内での培養により、内皮細胞の基板からの脱着が生じ、内皮細胞の配向が実現できないことが判明した。細胞にかかる流体力学的負荷がこのチャンバーでは大きすぎるものと推察される。また、ハニカムフィルム上で培養した内皮細胞の場合も、同様の脱着が生じ、細胞の配向を観測するに至らなかった。チャンバーの改良が必要であることが示された。そのために、血管組織におけるレイヤー構造を忠実に再現し、かつ細胞間コミューケーションが保証された培養システムを確立しなければならない。本年度は、(1)細胞培養マトリックスとしての自己支持性ハニカムフィルムの作製、(2)自己支持性ハニカムフィルム上での血管内皮細胞、血管平滑筋細胞の培養、(3)流れ負荷のかけられる培養チャンバーの製作、について研究を行った。その結果、(1)生分解性高分子であるポリε-カプロラクトン、ポリ乳酸より作製したハニカムフィルムを延伸することで、細孔の配列に異方性持たせることができるようになった。(2)この延伸ハニカムフィルム上で管内皮細胞、血管平滑筋細胞を培養したところ、いずれの細胞も細孔の配列パターンに沿って配向することが明らかとなった。(3)流れ負荷のかけられる培養チャンバーを設計し、作製した。現在、ガラス基板上で培養した細胞を用い、流れ負荷環境が実現しているかを確認している段階である。
リチャード・ハミルトン研究：ニューカッスル時代を中心に

美術家リチャード・ハミルトンの芸術活動において、彼がニューカッスル大学で教職を得た1953年から、ロンドンと行き来しながら同地で過ごした約13年間は、特筆すべき次の点を有する。1同大学「ベーシック・コース」の確立、2大学付属ギャラリーでの展示実験と美術家との交流、3学内の制作機材・設備等の修復と活用による自身の表現メディアの開拓、である。これらは戦後美術の重要な動きと重なり合う。1と重なるのは「ベーシック・デザイン運動」、2はマルセル・デュシャン論、3は写真と版画によるミクストメディア、である。本研究は、ニューカッスルにおける活動に着目し、戦後美術との関係を射程に入れ、彼の表現の特質を探る。
量子可積分系の表現論的研究

共形場理論と量子可積分系の表現論的研究を行なった。楕円曲線上の臨界レベルのヴェス・ズミノ・ウィッテン(WZW)模型のボゾン化を考えることによって、カロジェロ・ゴーダン模型と呼ばれる量子可積分系の代数的ベーテ仮設法によるベーテ・ベクターが構成できることを証明した。この文脈における代数的ベーテ仮設法は数論における代数体に関するラングランズ・プログラムのコンパクト・リーマン面に関する類似に関係している。我々は関連の仕事を楕円曲線の場合に行なった。興味深いことは不思議なことに脇本表現と呼ばれるアフィン・リー環のホゾン化を用いた共形場理論の伝統的な方法によって結果が証明されていることである。その後は以下のような立場で研究を行った。我々が臨界レベルのWZW模型という立場で扱った量子可積分系は楕円曲線上のヒッチン系と呼ばれる可積分系の量子化になっており、空間方向が離散的な1次元巡回格子であるような量子系のある種の極限に成っている。すなわち、我々が扱った量子可積分系はヒッチン系と格子模型の中間にあるとみなせる。そして、臨界レベルでないWZW模型におけるクニズィニク・ザモロドチコク(KZ)方程式は等モノドロミー保存変形を記述しているシュレージンガー系の量子化になっており、空間方向を1次元巡回格子に離散化した模型に関係したq-KZ方程式のある種の極限になっている。このことに気付けば現在研究されている様々な可積分系(古典、量子、離散)の統一理論が存在しそうなことがわかる。そのような視点はこれから重要になると思われる。本年度は以下に述べるような定式化の枠組を整備し,その共形場理論および量子可積分系への適用の具体例の計算を行なった.定式化の概略は以下の通り.まず,模型を指定するためのデータとして以下を考える:・複素代数曲線Xとその上のn個の点P_1,...,P_n・X上の群概形Gと各点P_iにおける準パラボリック構造・基底空間Sでパラメトライズされた以上の幾何学的データの族・レヴェルと呼ばれるパラメーターκ・各点P_iにおけるアフィン・リー環のレヴェルκの表現これだけのデータを与えると,レヴェルが臨界値のときはS上の量子可積分系(互いに可換な線型微分作用素の族,例えば,Gaudin系,Calogero系,etc)が得られ,レベルが臨界値でないときはS上の線型微分方程式(KZおよびKZB方程式の一般化)が得られる.枠組を整備するために読んだ幾つかの論文で新たに知ったことによれば,Xのジーナスが0の場合において,KZ方程式はX上の確定特異点型の接続のモノドロミー保存変形を記述しているShlesinger系の量子化になっているということである.したがって,上の枠組はジーナスが高い場合のモノドロミー保存変形と関係しているはずである.共形場理論と量子可積分系の表現論的研究を行なった。
光ファイバと人工知能を利用した多段センシングによる計測プロセスの自動化

本研究ではFA化に適した測定プロセスの自動化を目標として、多段センシングという新しい概念を提案し、その実用化における諸問題の解決を試みた。具体的には、複数の光ファイバによる非接触センサを用いて被測定物の寸法と位置を初めに概略適に把握し、その結果を基に最適な測定経路を自動的に生成し、次の段階で高精度な測定を完了する方法である。多段階のセンシングを組み合わせることで測定プロセスが多様化するが、プロセスの選定過程に学習機能や人工知能を応用することにより、計測の自動化・高速化が可能になるとともに、実用性・融通性のある自動測定システムを達成することを目的に研究を実施した。その結果、以下のように新しい知見と有益な成果が得られた。1.複眼式センサの開発とその基本特性の解明を行い、測定の自動化に必要な性能を明らかにすることができた。複数のセンサの位置関係を考慮することにより測定精度の向上が可能なこと、あるいは多数の情報を処理することにより異なる目的の計測が行えることを示した。2.三次元座標測定機へ本研究で開発したセンサを組み込み、実機上でのセンサの性能試験を行った結果、実用に際しても本センサが充分に利用できることを実証した。3.多段センシングによる測定とそれに適した制御方法について検討を行い、実用的な利用技術の確立を試みた。その結果、多段センシングの有効性を確認するとともに、実用には問題点が残されていることを明らかにした。4.多量の情報を総合的に評価し、多段階でセンシングを行うには、人工知能を利用することが有効であることを再確認し、測定に必要な情報の選択方法の基準を求めることができた。生産システムは計算機制御により統合化される傾向にあり,加工や測定など異種のプロセス間の融合が重要な課題である.三次元測定機を用いた測定プロセスでは対象を限定した固定サイクルでの自動測定は既に行われているが,測定経路の自動生成としう問題がのこされているため,各品種を対象とする融通性に富んだ測定システムの自動化はまだ実現していないのが現状である.そこで,本研究ではFA化に適した測定プロセスの自動化を目標として,多段センシングという新しい概念を提案し,その実用化における諸問題の解決を試みる.具体的には,複数の光ファイバによる非接触センサを用いて被測定物の寸法と位置をまず概略的に把握し,その結果を基に最適な測定経路を自動的に生成し,タッチセンサで高精度な測定を完了する方法である.多段階のセンシングを組み合わせることで測定プロセスが多様化するが,プロセスの選定過程に学習機能や人工知能を応用することにより,計測の自動化・高速化を達成するとともに,実用性・融通性のある自動測定システムを構築することを目的に研究を行った.その結果,以下のように新しい知見および有益な成果が挙げられている.1.複眼式センサの開発とその基本特性の解明を行い,測定の自動化に必要な性能を明らかにすることができた.2.三次元測定機へのセンサ組込みと測定機上でのセンサの性能試験を行った結果,実用上本センサが充分利用できることを確認した.3.多段センシングによる測定とそれに適した制御方法について検討を行い,実用適な利用技術の確立が重要であることを実証することができた.以上のことから,本研究の継続により多大の成果がさらに得られるものと期待できる.本研究ではFA化に適した測定プロセスの自動化を目標として、多段センシングという新しい概念を提案し、その実用化における諸問題の解決を試みた。具体的には、複眼式の光ファイバによる非接触センサを用いて被測定物の寸法と位置を初めに概略的に把握し、その結果を基に最適な測定経路を自動的に生成し、次の段階で高精度な測定を完了する方法である。

多段階のセンシングを組み合わせることで測定プロセスが多様化するが、プロセスの選定過程に学習機能や人工知能を応用することにより、計測の自動化・高速化が可能になるとともに、実用性・融通性のある自動測定システムを達成することを目的に研究を実施した。その結果、以下に示すように新しい知見と有益な成果が得られた。1.複眼式センサの開発とその基本特性の解明を行い、測定の自動化に必要な性能を明らかにすることができた。複数のセンサの位置関係を考慮することで測定精度の向上が可能なこと、あるいは多数の情報を処理することにより異なる目的の計測が行えることを示した。2.三次元座標測定機へ本研究で開発したセンサを組み込み、実機上でのセンサの性能試験を行った結果、実用に際しても本センサが充分に利用できることを実証した。3.多段センシングによる測定とそれに適した制御方法について検討を行い、実用的な利用技術の確立を試みた。その結果、多段センシングの有効性を確認するとともに、実用には問題点がまだ残されていることを明らかにした。4.多量の情報を総合的に評価し、多段階でセンシングを行うには、人工知能を利用することが有効であることを再確認し、測定に必要な情報の選択方法の基準を求めることができた。
Ovol2/MOVOが精子形成過程において果たす機能とその役割の解明

申請者らはこれまでに、movo遺伝子を単離同定し、Ovol2/MOVOがマウス精巣の精子形成過程において、精母細胞のXY bodyに発現すること、Ovol2/MOVOが遺伝子の転写を抑制的に制御することを明らかにしてきた。本研究では「Ovol2/MOVOが精子形成過程において果たす機能とその役割を明らかにすること」を目的に以下の実験を行う。すなわち、1movo遺伝子の発現を欠損させたコンディショナルノックアウトマウスの表現型解析、2movo (Ovol2/MOVO)により発現が抑制される遺伝子の同定、3ヒト精巣組織を用いた、ヒト精子形成過程におけるHOVOの発現と機能の解析である。