hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導体の原子尺度での制御に関する研究

本研究は、原子尺度で制御された半導体ー半導体超構造ーについて、個々に進められている研究を総合的かつ効果的に進めるために、研究の内容、進め方について討議すること、および重点領域研究の研究領域として研究を推進するための組織作りを行なうことを目的とした。四つの重要研究項目(原子尺度の半導体超構造の基礎、原子尺度の半導体超構造の作製、原子尺度での評価、原子尺度の半導体超構造の物性とその応用)を設定し、各分担者が各自の準備研究を推進するとともに、各種学会、国際会議等に出席して内外の研究動向の調査を行なった。主要研究課題、具体的な研究手法、研究を推進するための組織などにつき討議するため、数回にわたる小規模の会合を重ねた。これらの検討会では、各分担課題について質疑応答を行ない、さらに、本研究を重点領域研究の研究領域として申請する(申請領域名:半導体超構造の原子尺度での制御)ことが合意され、その内容の詳細な検討を行った。以上の結果、重点領域研究で取り組むべき研究課題が明確になり、重要研究課題を効果的に推進するための組織作りが行なわれ、本研究の所期の目的が達成された。
マインドフルネス瞑想による過敏性腸症候群の症状改善と脳波正常化の効果検討

過敏性腸症候群(IBS)は代表的なストレス関連疾患である。IBSは脳波のα-power減衰とβ-power増強があり,ストレス関連ペプチドであるCRH拮抗薬投与により,脳波異常が正常化するとともに消化器症状が改善することが報告されている。近年,IBSの消化器症状や精神症状の改善に,マインドフルネスに基づく心理療法が注目されている。マインドフルネスは,健常者においてα-powerとθ-powerを増強させることも報告されている。そこで,本研究では,IBS患者に対してマインドフルネス瞑想を実施し,IBSにおける自覚ストレスおよび消化器症状が脳波の正常化を伴って改善することを検証する。
集積光デバイス設計支援のための新型ビーム伝搬法の開発と高性能化に関する研究

光導波路解析・設計を効率的に行うための有限要素法(FEM)に基づく新しいビーム伝搬法(BPM)の開発を行った.ここでは,通常の周波数領域のBPMの他,固有モード解析を行うための虚軸BPM,パルスの時間解析を行うための時間領域BPMをそれぞれ2次元,3次元解析に対して開発した.周波数領域のBPMでは通常反射波を考慮できないが,ここでは,導波路不連続部に双方向固有モード伝搬法(BEP)あるいは,周波数領域のFEMを用い,これをBPMと組み合わせることにより,反射波の取り扱いを可能としている.また,BPMとの整合性を良くするため,従来FEM解析の入出力導波路の取り扱いに必要とされていたモード展開を完全整合層(PML)条件で置き換えた新しいFEMも開発している.この新しいFEMはモード展開が本質的に因難な問題への適用も容易で,フォトニック結晶(PC)光波回路の解析にも適用可能である.固有モード解析用の虚軸BPMでは,解析領域端にPMLを用いることにより,導波モードのみならず漏洩モードの解析を容易に解析可能としている.漏洩モードの解析では,反復計算により境界条件を収束させる方法も報告されていたが,本手法では反復計算を必要としないため計算効率が大幅に改善される.また,PMLを非一様領域に対しても適用可能とし,曲がり導波路の曲げ損失の評価を可能としている.時間領域解析BPMでは,特にPC回路への適用を考え,PC回路用の高性能なPMLを開発した.これにより従来報告されていたPMLよりも広い帯域にわたって良好な吸収特性を実現している.光デバイスの設計・開発に実際に使える,高精度・高速計算が可能な新しいビーム伝搬(BPM)法を開発することを目的として研究を進め,本年度は,下記に示すとおり,特に3次元光導波路に対するベクトル波解析を中心に,BPMによる固有モード評価,および導波路不連続を含む構造の取り扱いを可能にした.横方向の解の離散化にエッジ/ノーダルハイブリッド要素を用いたベクトル有限要素法を考え,高次要素(1次接線成分,2次法線成分)の適用を行い,曲辺要素まで含めた取り扱いを可能にした.光導波路の伝送特性を知る上で最も基本的なことは,伝送方向に構造が変化しない導波路の固有モードを知ることである.ここでは,固有モード解析の一手法として,BPMの伝搬軸を虚軸方向に設定した虚軸BPMを開発するとともに,解析領域の外側に完全整合層(PML)を置くことにより,光が完全にコアに束縛された導波モードのみならず、漏れ波をともなうリーキーモードの取り扱いも可能にした.,一般にBPMでは反射波を考慮することが困難であるため,ここでは、有意な反射波が生じる導波路不連続部に他の手法を用いたた結合解法を考え,双方向固有モード伝搬法(BEP),有限要素法の2つについて検討を行った.まず,これまで2次元解析に用いられてきたBEP法を3次元解析へ適用可能にするため,モード展開にベクトルFEMを用いたベクトルBEPを開発した、次に,任意形状への適用性に優れた3次元FEMを考え,導波路入出力部で従来必要であったモード展開を必要としない新たなFEMの開発を行った.これにより,反射波の取り扱いが可能になった.光導波路解析・設計を効率的に行うための有限要素法(FEM)に基づく新しいビーム伝搬法(BPM)の開発を行った.ここでは,通常の周波数領域のBPMの他,固有モード解析を行うための虚軸BPM,パルスの時間解析を行うための時間領域BPMをそれぞれ2次元,3次元解析に対して開発した.周波数領域のBPMでは通常反射波を考慮できないが,ここでは,導波路不連続部に双方向固有モード伝搬法(BEP)あるいは,周波数領域のFEMを用い,これをBPMと組み合わせることにより,反射波の取り扱いを可能としている.また,BPMとの整合性を良くするため,従来FEM解析の入出力導波路の取り扱いに必要とされていたモード展開を完全整合層(PML)条件で置き換えた新しいFEMも開発している.この新しいFEMはモード展開が本質的に因難な問題への適用も容易で,フォトニック結晶(PC)光波回路の解析にも適用可能である.固有モード解析用の虚軸BPMでは,解析領域端にPMLを用いることにより,導波モードのみならず漏洩モードの解析を容易に解析可能としている.漏洩モードの解析では,反復計算により境界条件を収束させる方法も報告されていたが,本手法では反復計算を必要としないため計算効率が大幅に改善される.また,PMLを非一様領域に対しても適用可能とし,曲がり導波路の曲げ損失の評価を可能としている.時間領域解析BPMでは,特にPC回路への適用を考え,PC回路用の高性能なPMLを開発した.これにより従来報告されていたPMLよりも広い帯域にわたって良好な吸収特性を実現している.
認知類型論による文法格の意味図構築に向けて

本研究は、「格」の意味・機能領域を中心に通言語的データに基づいた意味図の構築を目指すものであった。助成金を受けた4年の間、共格と道具格を中心に広い範囲で格に関する多義性データを収集することができ、それに基づいて格領域でいくつかの意味図を構築し、国際学会や国際学術誌で公表することができた。さらにモダリティの意味領域でも、ヴォイスと所有を中心に意味図の構築に成功した。また、格領域においても、モダリティにおいても意味図における要素間の関係の一部に通時的な方向性を付け加えることができた。(1)研究は、認知言語学的なアプローチによる言語類型論の研究において、言語間に普遍的に見られる文法機能や語彙的意味の表示に用いられる意味図(semantic map)を実証的な方法によって構築することを目的とした。特に次の2つが中心課題である。(1)文法格の普遍的な意味を記述する意味図の構築すること。(2)意味図を構築するための客観的に検証可能なアルゴリズムの開発をする。(2)以上の2つの課題解決に向けて、本プロジェクトでは200の言語からデータを採取し、特に「共格(comitative)および道具格(instrumental)」などのいわゆる「周辺格」に焦点を当てた研究を行うものだったが、モダリティなど、他の文法範疇も付け加えた。今年度の重要な課題の一つとして、各種のデータベースの整備があった。「共格」と「道具格」に関して、構築がすでに進んでいたが、科研費を活用し、既存のデータに新しいものを加えたり、より良質なデータに替えたりすることができた。下記の業績の中の「図書」二件は、主にそうした今までの分析を利用した研究を反映している。ところが、今年度「共格」と「道具格」を中心とした「格」の研究の最も大きな部分を占めたのは、意味機能間のつながりに関して、意味機能拡張の方向性の認定であった。そのため多くの文献が必要になったし、科研費で購入できたからこそ、分析を行いえた。分析の結果、多くの意味間のつながりの場合、拡張の方向性が確定できることが分かった。この成果は、今年中にも雑誌で公表できる可能性が大きい。モダリティに関しては、二つの方向で分析を進めた。ひとつは「共格」・「道具格」と同じ200言語のデータベースにおいて、特定な意味領域(可能、必然)の形態素と格支配の特殊なパターンを調査し、通言語間の規則性を見つけようとした。その成果は現在投稿中である。もう一つは、一つだけの言語、つまり、日本語において「勧誘形」の多義性を分析し、それに基づいて意味図を構築した。この研究は下記の「学会発表」の一件に当たる。これもいずれ論文にまとめて投稿する予定である。なお、もう一つの課題であった、意味図の自動計算に関しては、人材不足のため計画が十分に遂行できなかった。ただ、統計分析ソフトを購入したので、今後(来年度)は、ソフトの力を借りて、統計論的な分析を試みたい。平成21年度は、本計画の初年度に続いて意味図・文法記述関連資料の収集およびデータベースの構築に努めた。今年度支出した物品費の殆どがその用途に割り当てられた。それによってデータベースの更なる改善が実現できた。モダリティの分野では、モダリティと他のカテゴリーとの共時的・通時的関連を示す多言語のデータを集めた。それらのデータに基づいて、特にモダリティとヴォイスおよび所有との関連を示す意味図の構築に取り組んだ。ヴォイスの中では特に「自発」と「受身」が「可能」の表現につながり、所有が多言語において「必然」と「義務」の表現につながる。このような関係を図などで示した研究は今までなく、学界で好評を得ることが期待される。また、昨年7月に研究代表者は第8回言語類型論学会隔年大会(2009年7月2326日、カリフォルニア大学バークレー校にて開催)で他動詞と自動詞の派生関係について多言語間のデータと法則および日本語の中の史的変化のデータを合わせて研究発表を行い、同じセッションで類似したテーマについて発表した研究者や会場の方から貴重な助言と交流の機会を得た。この大会に先立って、代表者は、同じ場所で行われるアメリカ言語学会の2009Linguistic Institute(2009年78月)にも参加し、講師方と交流し、研究計画についての専門的なアドバイスを得ることができた。とりわけ、Bickel氏とJager氏が用いられた線形回帰分析による言語データの量的分析と、Matlock氏の実験的意味論が本研究にとって示唆に富むものである。更に、大会講師のHaspelmath氏(マックス・プランク研究所)が研究代表者に将来の共同研究を提案した。平成22年度以降も関連資料の収集及びデータベースの構築作業を続けた(⇒物品費、国内旅費の使途)。

格の研究に関しては、今年度は主として本研究のデータに見られる格の意味拡張と、一般言語学的に提案されている隠喩に基づいての意味拡張との比較に取り組み、従来の仮説の修正が必要であることが分かった。また、いわゆる「動作格」の中の拡張の分析にも力を入れた。動作格の中でも、「受身動作主」、「能格動作主」「主格」などがあり、その間の拡張方向も決まっているようである。格の領域に関して、ようやく量的分析においても進展があった。昨年から研究分担者に加わった真田が本研究のデータに多次元尺度法(Multi-Dimensional Scaling)の方法を応用することができたのである。多次元尺度法は、海外の研究において社会学をはじめに広く普及しており、言語学でも類型論分野でよく応用されるが、日本では本分野での応用が初めてとなる。研究が順調に進めばこれについて今年中に学会発表ができる。モダリティの領域では、必然表現・可能表現と所有表現、ヴォイスとの関係の分析を進めて、所有の構文からは主に必然の表現、自発と受動の構文からは主に可能の表現への拡張経路があることが分かった。これらの成果について一部昨年度中にも発表ができ、一部今年度中に出版予定の本の中で公表する予定である。平成22年度から引き続き、平成23年度も関連資料の収集及びデータベースの構築作業を続けた(⇒物品費、謝金の使途)。今年度は本研究課題実施最後の年度になり、研究を一応終了することにあたって、今まで集めた資料の一部の電子化も行うことができた(⇒謝金の使途)。研究内容に関しては、「格」の領域に関しては、前年度に引き続き本研究で今まで得られた格の多義性と意味拡張の経験的データと、一般言語学的に出張されている言語変化・意味拡張についての仮説との比較に重点を置いて行った。また、本来本研究の一つの重点であった量的分析は、研究分担者に加わった真田の協力によって、「格」に関するデータの量的分析が推進できた。真田はプログラミングの研究補助を活用して、ExcelデータをSSPSに置き換えるプログラムを開発し、SSPSで多次元尺度法(Multi-Dimensional Scaling)を駆使する準備ができた。モダリティの多義性データに関しては、ヴォイスとモダリティとの拡張関係に引き続き、モダリティとアスペクトとの相互拡張関係について調査も行った。なお、研究代表者のナロックは、本研究の成果の日本語に関する部分について、昨年7月26日に第20回国際歴史言語学会(大阪)と、9月21・22日にベルギー・ルーヴァン大学で行われる国際シンポジウムShared Grammaticalization in the Transeurasian languagesで発表した(⇒国内旅費、海外旅費の使途)。
ｐ電子系高温超伝導体の創製

軽元素によって形成される共有結合性ネットワークに着目した新物質開発において、SrPt2Sb2 (Tc=2.1K), Ln2SnC (Tc=5.2K), YRe4Si2 (Tc=3.2K), LuRe4Si2 (Tc=3K), Ba(Cu,Si)2 (Tc=3K)を発見し、超伝導発現に重要な役割を果たしている電子状態や構造的特徴を明らかにした。共有結合性ワイドバンドギャップ半導体に着目した研究において、キャリアドープされたAlN超伝導は、組成比のずれによってキャリアドープされて超伝導が発現している可能性を明らかにした。本研究では、以下の2つの観点から共有結合性ネットワークを有する化合物に着目した新規超伝導物質探索を行った。(1)共有結合性ネットワークの次元性・伝導性と高温超伝導・層状構造を有するCr2AIC型新規三元素系炭化物Lu2SnCの合成に成功し、Tc;5Kの新規超伝導体であることを発見した。更に、バンド計算による状態密度の評価から、フェルミ面近傍ではC元素の寄与が大きいため、この系における超伝導発現にはCが重要な役割を担っていることを明らかにした。また、同様のCr2AIC型構造の化合物M2SnC(M;Ti,Zr,Hf,Nb)と構造パラメータ、物性、状態密度の観点から比較を行うことによって、これらの系における超伝導の誘起や超伝導特性の向上への指針を得た。・結晶構造中にCダイマー、Cトリマーという特徴的な共有結合性ネットワークを有するS3C4に対し、CサイトへのGe置換を行うことによって、Tc=7-8Kの超伝導が発現することを見出した。・Sbによる四面体配位構造を有するCaBe2Ge2型構造に着目したところ、SrPt2Sb2(Tc=2,1K)の発見に至った。電気抵抗の温度変化や構造解析の結果から、構造相転移の存在を明らかにした。(2)共有結合性ワイドバンドギャップ半導体の高温超伝導化超伝導転移(Tc=2.8K)を示すAlN試料に対し、その構造パラメータの観点からAlのNに対する組成比率が1より小さな相が合成され、その組成比のずれによってキャリアドープされて超伝導が発現している可能性を示唆する結果を得た。1共有結合性ネットワークの次元性・伝導性と高温超伝導SiによるSi6八面体構造を有するZrFe4Si2型構造に着目した新物質探索において発見したYRe4Si2 (Tc=3.2K)に対して、バンド計算による電子状態の評価を行ったところ、フェルミレベル近傍ではReによる部分状態密度の寄与が大きいことを明らかにした。この結果を受け、フェルミレベル近傍での状態密度の増大による高Tc化を目指したところ、ReサイトへWを部分置換したY(Re,W)4Si2相が最大でTc=7Kにまで到達することを確認した。更に、関連物質としてSiとCによるSi3C四面体構造を有するDy2Fe2Si2C型構造に着目した新物質開発において、Y2Re2Si2Cの合成に成功し、Tc=2Kの新規超伝導体であることを発見した。2共有結合性ワイドバンドギャップ半導体の高温超伝導化超伝導転移(Tc=2.8K)を示すAlN試料は試料内での不均一性が大きいため、窒素供給源としてBN粉末を用いた固相反応法による合成を行った。試料中に不純物であるAlB12が少量合成されるが、均一に近いAlN相が合成され、磁化率評価から弱いながらも超伝導転移を確認し、この手法によっても超伝導相を得られることを見出した。その他のワイドバンドギャップ半導体として、Si3N4 (Eg5eV)に着目し、SiとNの組成比のずれやSiサイトへの他元素置換(B, Al, Ga, In等)によるキャリアドーピングを試みたが、超伝導の発現には至っていない。1共有結合性ネットワークの次元性・伝導性と高温超伝導本研究の新物質探索において発見したYRe4Si2 (Tc=3.2K)は、フェルミレベル近傍ではReによる部分状態密度の寄与が大きい。そこで、磁性と超伝導の共存・競合などの物性制御を期待し、Yサイトへ4f電子をもった同価数である希土類元素の置換を試みたところ、GdRe4Si2を目的組成として合成した試料内には複数の不純物相が確認されるが、磁化率の評価から約8Kで反強磁性転移、約3Kで超伝導転移を観測した。不純物相や周辺物質において同様の転移は報告されていないことから、GdRe4Si2が新しい磁性超伝導体であることを示唆する結果であるといえる。

更に、Ru-Si蜂の巣型格子を有するLaRu3Si2 (Tc7K)に着目し、Laサイトへの他元素(3価元素Lu, Sc 2価元素Ca, Sr)置換によって、その次元性・伝導性の制御を試みた。3価元素置換では蜂の巣型格子の層間距離であるc軸長が長くなって3次元的な電子相関の効果が低下によってTcが抑制されたが、2価元素のCa置換では、ホールドープによるフェルミ準位近傍の状態密度が上昇したため約8KまでTcの上昇が見られた。2共有結合性ワイドバンドギャップ半導体の高温超伝導化超伝導転移(Tc=2.8K)を示すAlN試料は試料内での不均一性が大きく窒素供給源の選択が難しいため、窒素量の制御と均質超伝導相の合成を両立する合成手法として、不活性ガス(Ar, N2)封管した金属管中における固相反応法を用いた合成を行った。試料中に不純物が少量合成されるが、磁化率評価から弱いながらも超伝導転移を確認し、この手法によっても超伝導相を得られることを見出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。固体物理26年度が最終年度であるため、記入しない。共有結合性ネットワークを起点とした新規超伝導物質の開発をめざし、p電子系化合物として三元素系炭素化合物、ケイ素化合物に着目しLu2SnC、YRe4Si2、LuRe4Si2、Sc3(Ge,C)4という4つの新規超伝導体の発見に至った。また、四面体構造を有するSb化合物において、新超伝導体SrPt2Sb2を発見した。共有結合性ネットワークを起点とした新規超伝導物質の開発をめざし、p電子系化合物として炭化ケイ素化合物に着目し新超伝導体Y2Re2Si2C (Tc=2K)を発見した。また、既に発見した新超伝導体YRe4Si2 (Tc=3.2K)に対し、ReサイトへWを部分置換したY(Re,W)4Si2相が、最大でTc=7Kにまで向上することを見出した。これまでに、炭素化合物、ケイ素化合物、Sb化合物、炭化ケイ素化合物において、新超伝導体を見出しており、これらの結晶構造をベースとした構造制御や電子状態制御による超伝導特性制御が可能な状態にある。また、現在までにYNi2B2N (Tc=15K)相及びキャリアドープされたAlN (Tc=2.8K)に関しては、窒素量の制御と均質超伝導相の合成を両立する試料合成の最適化には成功していないが、様々な関連物質の合成証拠や実験条件などの詳細な吟味などから、これらが新規超伝導相であることを示唆する状況証拠が得られている状態にある。発見された超伝導体の結晶構造に関して詳細な解析が必要となるため、試料の高純度化を目指す。また、これまでに得られた物性評価をもとに、類縁構造を有する物質群を対象とした新規超伝導体の開発を推し進める。特に、Tcの向上が確認できたY(Re,W)4Si2相に関しては、Wの置換量と構造パラメータの相関関係を明らかにすることで、類縁物質における同様の超伝導特性の向上への重要な示唆を与えるものと考えられる。YNi2B2N (Tc=15K)相及びキャリアドープされたAlN (Tc=2.8K)に関しては、窒素量の制御と均質超伝導相の合成を両立する合成手法として、不活性ガス封管した金属管中における固相反応法を用いることを検討している。
実建築物への適用性を重視したMEMS活用型の耐久性診断技術の確立に関する研究

本研究は,建築物や部材の劣化や健全度を判断するために,実際の建築物において,計測の制約にとらわれない技術として,本研究により,下記を明らかにした。(1)本研究で開発した無線加速度MEMSセンサにより,構造物の振動性状,地震や交通振動を精度よく計測でき,構造物の長寿命化のための診断システムの基盤を構築した。(2) ICタグを用いた構造物の維持管理の高度化のための情報保管・入手システムの実用化の基盤を構築し,一部実用化を達成できた。(3)無線およびNFC技術を活用した濡れセンサの試作を行い,実用化のための基礎実験を行い,その見通しを得た。以上の成果は構造物の長寿命化のための診断技術として極めて有効であると考えている本研究は,建築物や部材の劣化や健全度を判断するために,実際の建築物において,計測の制約にとらわれない技術として,本研究により,下記を明らかにした。以上の成果は構造物の長寿命化のための診断技術として極めて有効であると考えている本研究は,建築物や部材の劣化や健全度を判断するために,実際の建築物において,計測の制約にとらわれない技術として,MEMS等の無線技術を用いる手法について検討を行っている。この技術開発では,建築物,建築部材の健全度を簡便に計測・モニタリングする「耐久性診断・評価システム」の基盤を構築することを目的として,下記6項目の検討を実施している。項目I.点検・モニタリングに関する現状技術の整理。項目II.情報保管技術の提案。項目III.点検・モニタリング技術の抽出・開発。項目IV.点検・モニタリングデータの活用方策の提案。項目V.補修・改修・補強効果の確認技術の提案。項目VI.無線技術活用型診断システムの基盤構築平成22年度は上記の研究項目のうち,主として項目II項目IVに取り組んだ。項目IIに関する研究では,情報保管技術に関し,ICタグ(RFID)を活用する方法について実験検討を行った。特にコンクリート部材に埋め込んで長期にわたって情報を保管し,維持管理に役立たせるための検討を行い,本技術の実用化の見通しを得ることができた。研究項目IIIでは,研究協力者と共同で「MEMS無線加速度センサー」および「MEMS無線微動計」を作製し,建築物の維持管理の合理化に役立つセンサーシステムを構築して,実用化のための現場実験を多数実施した。更に,研究の核となる項目IIIおよびIVを実施するために,各種不具合の進展を模擬できる大型試験体(RC造部材,木造部材)を作製した。この試験体や現実の構造物に適用する点検・モニタリング技術として,「無線濡れ感知センサー」および「無線変位計測システム」を試作し次年度以降の実験研究の基盤を構築することができた。すなわち,「雨漏り・漏水」,「床鳴り」,「振動・揺れ」の不具合に対して,計測・診断システム構築のための基盤を構築した。本研究は,建築物や部材の劣化や健全度を判断するために,実際の建築物において,計測の制約にとらわれない技術として,無線技術を用いる手法について検討を行っている。項目VI.無線技術活用型診断システムの基盤構築平成23年度は上記の研究項目のうち,項目II,項目IVおよび項目Vの検討を行い,下記の成果を得た。項目II:ICタグを用いて建築物の維持管理のために必要な情報を蓄積する技術として,コンクリートに投入するICタグの開発および適用実験を行った。昨年度までは一般に市販されているICタグを用いて実験を行ったが,本年度は研究協力者の協力を得てコンクリート投入用のICタグを試作し,室内実験及び現場検証実験を通じて,コンクリート用ICタグの実用化の基盤を構築することができた。項目IV:平成22年度に研究協力者と共同で製作した「MEMS無線加速度センサー」および「MEMS無線微動計」を用い,戸建住宅,小中学校および鉄道高架橋など,数多くの構造物の振動計測を行い,計測値から構造物の耐久性および耐力診断を行うための検討を行い,各センサーを用いた診断技術の基盤を構築できた。項目V:東広島市の協力を得て,小中学校の耐震補強工事,壁面ひび割れ補修工事の検査技術として無線加速度センサーを用いた実験を行った。その結果,補修・補強工事の品質検査として本センサーが有効であることを確認した。本研究の内容と成果は,大きく下記の2点にまとめられる。(1)実構造物での計測データの蓄積:既存建築物に容易に設置して計測ができる無線センサによる計測技術に的を絞り,建築物および土木構造物の点検・モニタリングデータを蓄積する。(2)情報収集および情報提供システムのプロトタイプ提案:ここ1,2年で整備が進みつつある次世代通信システム,クラウドおよびICタグを活用した情報収集・保管・提供システムに関する現場実証実験を実施する。

本研究では,上記の目標を達成するために,下記のIVIの研究項目を実施した。項目I.点検・モニタリングに関する現状技術の整理。項目II.情報保管技術の提案。項目III.点検・モニタリング技術の抽出・開発。項目IV.点検・モニタリングデータの活用方策の提案。項目V.補修・改修・補強効果の確認技術の提案。項目VI.無線技術活用型診断システムの基盤の構築MEMS無線加速度センサに関しては,実験室レベルでの実験を基盤とし,建築構造物および土木構造物(高架橋,橋梁)で数多くの実験を行った。建築構造物に関しては,耐震補強効果の確認,天井等の非構造部材の安全性確認およびひび割れ補修工事の品質確認など,定量的な提案を行うことができた。また,土木構造物に関しては,列車や自動車の通過に伴う振動性状や常時微動を基に,構造物の劣化度判定の基準としてMEMS無線加速度センサ計測手法の優位性を検証した。また,情報保管技術としてICタグを活用した実験研究では,コンクリートのトレーサビリティ確保技術,ICタグの通信性を活用した鉄筋の腐食検出,さらにはICタグ濡れセンサを開発し適用実験を行った。これらの成果は実構造物の維持管理の高度化のためには非常に有益な成果といえる。上記のすべての研究課題を総合して,無線技術活用型診断システムのプロトタイプを提示することができた。当初より,研究項目を6項目に分けて研究計画を立案し,年度ごとの各項目の目標を立てていたが,その計画通りの研究を実施し,予定の研究成果を挙げている。研究成果を公表することにより,全国の民間企業等から計測依頼や技術指導の依頼が届いており,順調な成果を挙げていると判断している。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究申請段階ではセンサーとしてはMEMS技術を中心に検討することを考えていたが,MEMS技術の他にも優れた小型センサー技術があることが明らかとなった。そこでMEMS技術にとらわれず,無線技術というキイワードを重視し,静電容量型センサーや新型無線技術などMEMS以外のセンサー技術や無線ユニットを用いた計測システムも検討対象とすることとした。
ヒトヘルペスウイルス7の初感染および再活性化に関する臨床ウイルス学的研究

ヒトにおけるHHV-7感染症の臨床像、体内ウイルス動態を明らかにすることを目的として本年度の研究を行った。前年度に確立したHHV-7のPCRでの検出系を用いて本年度は各種疾患患児からのHHV-7およびHHV-6のウイルスDNAの検出を試みた。結果については小児感染症学会(1995年11月、和歌山)にて発表した。1.突発性発疹例の検討:臨床的に突発性発疹と診断した症例の末梢血単核球を用いて、HHV-6およびHHV-7のウイルスDNAを検出した。HHV-6あるいはHHV-7のDNAは全例で検出された。2度目の突発性発疹が2例あり、2例ともHHV-7単独陽性であった。突発性発疹にはHHV-6のほかにHHV-7が原因と考えられる症例がDNA検出においても確認された。2.新たなHHV-7感染像の追求:HHV-7は小児に初感染をおこすので、この時期の幼小児における発熱、発疹のエピソードや原因不明の肝炎、脳炎、その他の疾患に関してウイルスDNAの検出を行った。3か月未満の発熱児ではHHV-6Aが1例に検出されたのみであり、HHV-6あるいはHHV-7はこの時期の発熱の主原因ではないと思われた。その他の様々な疾患の検討結果より、HHV-6あるいはHHV-7は、初感染の後、長期間PCR陽性を持続することが判明し、PCRのみによる疾患の原因診断は大変困難であるという結論を得た。今後、定量的に測定するなどの検討方法の工夫が必要である。ウイルス関連性血球貧食症候群(VAHS)などの血液疾患の検討、抗癌剤化学療法や免疫抑制剤使用時のHHV-7再活性化の検討:これらについては現在、症例の蓄積中である。
多様な人材をいかすリーダーシップ-ポジティブアクションを組織成果にむすびつける

多様な人材をいかすリーダーシップを明らかにするため、企業の資料の調査、ヒアリング調査を実施した。主要な発見事実の1つは、多様な人材をいかすには、コンフリクトに対処し、協働を促すリーダー行動が必要であること。2つは、人材だけでなく、ビジネス環境を俯瞰し、新たな価値を創造する、すなわち複雑性のマネジメントが必要であること。3つは、これらの能力は、他国経験、二律背反をマネジするような職務経験によって開発しうること。国内における人口減少、事業環境のグローバル化により、多様な人材をいかすことが企業の持続的競争優位獲得の上で重要になってきている。組織において、性別・国籍・年齢の多様な人材が増えてくるにしたがって、それらの多様性をいかす能力を備えた管理職の存在が不可欠である。本年度は、次年度以降に向けて分析対象を明確化すべく(1)多様な人材活用をビジネス成果にむすびつけている企業における、人事担当者へのヒアリング調査、(2)海外の研究者との意見交換を行った。(1)にかんしては、多様なメンバーから構成される組織・職場を効果的にマネジメントし、業績面でも高いレベルで達成し続けているリーダーがどこに存在し、どのような特性をもち、さらにはどのような育成プロセスをたどっているのかを調査した。その結果、次のようなことが明らかになった。(1)環境変化の激しい職場で、その存在が顕著になっている。(2)当該リーダーは自己の役割・求められる成果を把握しており、多様なメンバーを協働させる上でのビジョンづくりに長けているという特性を持っていること、(3)そうしたリーダーの育成プロセスは、企業が当該リーダーに求める成果(成果尺度)によって異なっている。(2)にかんしては、次のようなことが明らかになった。(1)異文化対応能力(新たな文化に直面した際に明らかになる能力)と多様性をいかして実際のビジネス成果につなげる能力とは、多くの部分で概念が共通しているものの、後者は前者に比して、より高次の問題解決課題(敢えて異文化間でコンフリクトを生じさせることによってイノベーションを喚起する、等)に対処している点が異なっている。(2)多様性をいかしてビジネス成果につなげるリーダーシップの研究は始まったばかりであり、いまだ発展段階にある。多様性をいかす上で、管理職が直面する課題を明らかにすべく(1)フォーチュン100社と500社(全米売上高上位100社と500社)および日経平均株価銘柄225社の外部資料を用い、日米企業の取組みの現状を調査、(2)海外の研究者・実務家と意見交換を行った。(1)にあたり、企業の取組み姿勢を「抵抗」「同化」「分離」「統合」の区分(詳しくは谷口2005参照)に、「多様性尊重」を加えた。「多様性尊重」は、ビジネス価値が明確でないが、自社に多様な人材を育む環境を作る取組みである。フォーチュン500社の調査では、多様性をビジネスとして活用し変化の激しい外部環境に適応し、企業業績に結び付けていこうとしている企業姿勢とその海外拠点数には、有意な正の相関があった。これは、海外の研究者との意見交換における「『グローバル』が企業を多様性に取り組ませるキーワードになる」という点と一致していた。次に、取り組みの日米比較については、フォーチュン100社では、「分離」または「統合」が8割を占め、「同化」は6%、「抵抗」が7%であった。フォーチュン500社では、6割以上が「分離」と「統合」を志向し、多様性を何らかの経営業績指標に結び付けようとしていた。一方、日経225社では、「抵抗」が11%、「同化」は45%、「分離」は7%、「統合」は6%しかなく、実際に多様性を用いて組織全体を変革しながら企業業績を向上させている企業は2社しか該当しなかった。また近年、「多様性尊重」の取り組み姿勢が増えてきており、全体の31%を占めていた。日米比較から浮き彫りになった日本企業の課題は、ダイバシティの取組みを、マイノリティを救済する倫理目的で行うか、経営合理性のために行うかが、日本企業ではいまだ混同されたままである点だ。このことが管理職の多様な人材をいかすリーダーシップの開発と発揮のネックになっているようだ。事業環境のグローバル化に伴い、多様な人材をいかすことが企業の持続的競争優位獲得の上で重要になってきている。多様な人材をいかすリーダーシップ解明のため、本研究は、次の点を明らかにすることを目的とした。1)ダイバシティ環境下における有効なリーダーシップを発揮できるリーダーの特性・行動要件2)ダイバシティ環境下において、効果的なリーダーシップを発揮する人材の育成プロセス3)ダイバシティ環境下において、効果的なリーダーシップを発揮する際の組織づくり・職場づくりのポイント本年度は、引き続き、既存の調査研究のサーベイ、リーダーへのヒアリング調査、欧米の研究者や実務家との意見交換を実施しながら、研究成果の統合を行った。

企閑経営のグローバル化に伴い、ビジネス環境の複雑性の度合いが増してきている。その中でうまく変化に対応し、業績を向上させているミドルリーダーの特性・要件は、従来の「変革型リーダーシップ」論の要件とは個別のものであった。また、多くの日本企業では、ダイバシティをいかすということが、平等な機会を提供する倫理目的で行うもの、経営合理性追求のために行うものとが、識別できていない。いまだ混同されたままである企業では、管理職に対する、多様な人材をいかすリーダーシップの開発と発揮のネックになっていた。「人材の多様性に取り込めば、自然発生的に多様性による効果が現れる」と実務家たちが考える中で、McKayら職場風土研究者たちは「職場の多様性に対して、公平性・多様性尊重の風土があってこそ多様性の効果が得られる」という実証結果を示していた。さらに今年度の調査により「業務上の意思決定に多様性を活用する風土」が重要である点を既存研究に加えた。
国際理解を中心とした総合的学習の内容構成に関する基礎的・実践的研究

本研究は,国際理解を中心に,環境,情報,福祉・健康などの「総合的学習」における諸課題を,身近な素材が豊富にあるはずの学校現場の「地域」フィールドに着目し,内容構成と方法を考察検討することに目的を置いた。そのため,フィールド実地研究に置き,むしろ諸外国における地域実態を把握し,日本における地域実態との比較研究という方法による実践的調査研究を推進して来た。諸外国のフィールド実地研究は,先進的地域としてのU.KとU.S.A,途上地域としての中国,韓国を選び,現地における国際理解および日本理解の教育プログラム調査を実施してきた。その成果として,16年度は韓国教員大学校との教育研究交流の実績から,「日韓の相互理解と国際理解教育」というタイトルで国際シンポジウムを開催することができた。また,17年度も北京師範大学の研究者を招いて,「日中の相互理解と国際理解教育」という国際シンポジウムを開催することができた。3年間にわたり,「総合的学習」における諸課題を,身近な素材が豊富にあるはずの学校現場の「地域」に着目して,日本における地域実態との比較研究という方法による実践的調査研究を推進してきた。「地域教育力」を伴う「異文化理解」の学習内容の構成を明らかにすることで,日本の取るべき国際理解教育を検討することに重点を置いた。3年わたる調査・作業・検討を総括し総合的学習の指導計画としての方法論である「地域環境人間学」を,各々の研究分担者の課題別に提示し,基礎的内容構成方法を提示し,全員で成果報告書の執筆にかかり,年度内に印刷の上,関係各機関に郵送して,本研究を終了することができた。本研究では、国際理解を中心に、環境教育、情報、福祉・健康などの「総合的学習」における諸課題を、身近な素材が豊富にあるはずの学校現場の「地域」フィールドに着目し、研究仮説として「地域環境人間学研究」という総合性において追求し、内容構成と構成方法を考察するため、フィールド実地研究に置き、むしろ諸外国における地域実態を把握し、日本における地域実態との比較研究という方法による実践的調査研究を推進することにした。フィールドの体験から出発し、学習を展開させた上で、またフィールドにもどることができる「地域教育力」を伴う「異文化理解」の学習内容の構成を明らかにすることで、日本の取るべき国際理解教育をプログラムしようという意図のためである。そこで、地域環境人間学研究の最初の調査地として、先進的地域としてのU.KとU.S.A、途上地域としての中国、韓国を選び、ボストン美術館、北アイルランド教育省、韓国教員大学校、上海中学等、現地における国際理解および日本理解の教育プログラム調査を、研究期間の初年度にあたり、実施した。なお、この作業には一部、謝金を伴う研究協力者が通訳として必要とした。また、韓国教員大学校(忠孝北道清州)は本学上越教育大学と協定関係にあり、十年に及ぶ教育研究交流の実績をもっが、国際理解教育の研究交流と、16年度実施予定の教育実践計画について、打ち合わせを行った。さらに11月には、ソウルで国際理解教育学会が開催され、研究協力者を含め5名が発表などの参加することができ、その成果について、当初にはなかった年度途中の中間報告書を公刊することができた。なお、海外調査計画はSARS等の影響で変更せざるをえず、16年度予定の北アイルランド実地調査については、前倒しで今年度に実施し、17年度予定の沖縄・北海道における実践調査を16年度に繰り上げるなど、計画当初の予定を一部変更したものがある。

フィールドの体験から出発し、学習を展開させた上で、またフィールドにもどることができる「地域教育力」を伴う「異文化理解」の学習内容の構成を明らかにすることで、日本の取るべき国際理解教育をプログラムしようという意図のためである。そこで、地域環境人間学研究の最初の調査地として、この間、先進的地域としてのU.KとU.S.A、途上地域としての中国、韓国を選び、現地における国際理解および日本理解の教育プログラム調査を実施してきたが、今年度は、中国、韓国に焦点を定め、台湾、シンガポール、ニュージーランドを含めて、アジア・オセアニア地域で海外調査を実施した。とりわけ、韓国については、15年度に引き続き、韓国教員大学校(忠孝北道清州)との十年に及ぶ教育研究交流の実績から、「日韓の相互理解と国際理解教育」というタイトルで日韓シンポジウムを開催することができた。「韓国の教育現場における『日本』の現状と課題」、「韓国の都市の景観」、「美術史から見た日韓文化交渉における課題と意味」をめぐって報告があった上で、国際理解教育の今日的課題について、日韓の研究者による活発な討論を行った。なお、シンポジウムの準備・運営・及び記録は謝金による通訳・翻訳・文字おこしを伴ったが、記録報告をまとめることができたため、当初にはなかった年度途中の16年度の成果として中間報告書を公刊することができた。本研究では、国際理解を中心に、環境教育、情報、福祉・健康などの「研究仮説として「地域環境人間学研究」という総合性において追求し、内容構成と構成方法を考察することを特徴とする。3年間にわたり、「総合的学習」における諸課題を、身近な素材が豊富にあるはずの学校現場の「地域」に着目し、フィールド実地研究に置き、むしろ諸外国における地域実態を把握し、日本における地域実態との比較研究という方法による実践的調査研究を推進してきた。本年度は最終年度のため、フィールド実地研究は補足・補完のみにして、「地域教育力」を伴う「異文化理解」の学習内容の構成を明らかにすることで、日本の取るべき国際理解教育をプログラムすることに重点を置いた。1地域環境人間学研究としての上越地域研究の方法と内容を、デジタル化したCD資料を、プロジェクターによる画像で、「総合的な学習」の教材を開発した。2北京師範大学等に出張して、中国・韓国等の総合的学習の実地調査を行った。3以上の成果を踏まえて、昨年度の日韓シンポジウムに引き続いて、本年度は北京師範大学の研究者を招いて、成果報告としての国際シンポジウムを開催することができた。4 3年わたる調査・作業・検討を総括し総合的学習の指導計画としての方法論である「地域環境人間学」を、各々の研究分担者の課題別に提示し、基礎的内容構成方法を提示し、全員で成果報告書の執筆にかかり、年度内に印刷の上、関係各機関に郵送して、本研究を終了することができた。
機器設計における接触応力の評価のための知的支援システムの開発

接触問題は機械や構造物の高強度化・高性能化を図る上で基本的な問題であり,従来から古典的弾性論に基づく応力解析が研究されている.これらの解析結果は多くの接触問題に共通する基本的な知見であり,複雑な実際問題を取り扱うための有用な指針であるが,一般の技術者にとっては難解であるため有効利用されていなかった.本研究では,接触応力解析に関する従来の基礎的な知見を整理・総合し,機器設計における接触応力の評価を支援する知的データベースシステムを開発することを目的とした.本システムは以下の点を重視している.(1)解析モデルとそれに対応する解析結果を図式的に表示することにより,実用性を追求する.(2)人工知能的手法を適用することにより,実際問題と解析モデルとの対応づけを支援するアルゴリズムを開発して,利用者に的確な指針を容易に提供できるようにする.(3)近年のコンピュータネットワークの発展に鑑み,ネットワーク環境の下で利用できるシステムを開発して,システムの実用上の便を図る.本研究の成果は以下のとおりである.(1)前年度に引き続き文献調査を行い,データの充実を図った.(2)(1)の結果に基づきシステムの詳細構造(特に図式表示などのユーザインターフェイス)の充実を図り,実用に適したシステムを製作した.(3)(2)の結果に基づき,システムを運用するためのネットワークを構築した.(4)完成したシステムを総合的に評価し,開発成果を総括した.接触問題は機械や構造物の高強度化・高性能化を図る上で基本的な問題であり,従来から古典的弾性論に基づく応力解析が研究されている.これらの解析結果は多くの接触問題に共通する基本的な知見であり,複雑な実際問題を取り扱うための有用な指針であるが,一般の技術者にとっては難解であるため有効利用されていなかった.本研究では,接触応力解析に関する従来の基礎的な知見を整理・総合し,機器設計における接触応力の評価を支援する知的データベースシステムを開発することを目的とした.本システムは以下の点を重視している.(1)解析モデルとそれに対応する解析結果を図式的に表示することにより,実用性を追求する.(2)人工知能的手法を適用することにより,実際問題と解析モデルとの対応づけを支援するアルゴリズムを開発して,利用者に的確な指針を容易に提供できるようにする.(3)近年のコンピュータネットワークの発展に鑑み,ネットワーク環境の下で利用できるシステムを開発して,システムの実用上の便を図る.本研究の成果は以下のとおりである.(1)前年度に引き続き文献調査を行い,データの充実を図った.(2)(1)の結果に基づきシステムの詳細構造(特に図式表示などのユーザインターフェイス)の充実を図り,実用に適したシステムを製作した.(3)(2)の結果に基づき,システムを運用するためのネットワークを構築した.(4)完成したシステムを総合的に評価し,開発成果を総括した.接触問題は機械や構造物の高強度化・高性能化を図る上で基本的な問題であり、従来から古典的弾性論に基づく応力解析が研究されている。これらの解析結果は多くの接触問題に共通する基本的な知見であり、複雑な実際問題を取り扱うための有用な指針であるが、一般の技術者にとっては難解であるため有効利用されていなかった。本研究では、接触応力解析に関する従来の基礎的な知見を整理・総合し、機器設計における接触応力の評価を支援する知的データベースシステムを開発することを目的とした。本システムは以下の点に重視している。(1)解析モデルとそれに対する解析結果を図式的に表示することにより、実用性を追求する。(2)人工知能的手法を適用することにより、実際問題と解析モデルとの対応づけを支援するアルゴリズムを開発して、利用者に的確な指針を容易に提供できるようにする。近年のコンピュータネットワークの発展に鑑み、ネットワーク環境の下で利用できるシステムを開発して、システムの実用上の便を図る。本年度の成果は以下の通りである。(1)システムの基本設計を行った。(2)接触応力の解析に関する文献調査を行い、各種の解析モデル相互の関係などもに入れて分類整理した。(3)(1)と(2)の結果に基づきシステムの詳細設計を行った。(4)(3)の結果に基づき、システムの基本部分のプログラミングおよびデータ入力を行った。また、システムをネットワークに対応させるための準備を行った。接触問題は機械や構造物の高強度化・高性能化を図る上で基本的な問題であり,従来から古典的弾性論に基づく応力解析が研究されている.これらの解析結果は多くの接触問題に共通する基本的な知見であり、複雑な実際問題を取り扱うための有用な指針であるが,一般の技術者にとっては難解であるため有効利用されていなかった.本研究では,接触応力解析に関する従来の基礎的な知見を整理・総合し,機器設計における接触応力の評価を支援する知的データベースシステムを開発することを目的とした.本システムは以下の点を重視している.(1)解析モデルとそれに対応する解析結果を図式的に表示することにより,実用性を追求する.(2)人工知能的手法を適用することにより,実際問題と解析モデルとの対応づけを支援するアルゴリズムを開発して,利用者に的確な指針を容易に提供できるようにする.(3)近年のコンピュータネットワークの発展に鑑み,ネットワーク環境の下で利用できるシステムを開発して,システムの実用上の便を図る.本年度の成果は以下のとおりである.

(1)前年度に引き続き文献調査を行い,データの充実を図った.(2)(1)の結果に基づきシステムの詳細構造(特に図式表示などのユーザインターフェイス)の充実を図り,実用に適したシステムを製作した.(3)(2)の結果に基づき,システムを運用するためのネットワークを構築した.(4)完成したシステムを総合的に評価し,開発成果を総括した.
MAPキナーゼ活性化動態の可視化と操作によるストレス応答特異性決定機構の解明

本研究はストレス応答シグナルの細胞内活性化動態およびその生理的役割を明らかにする目的で行った。その結果、細胞内p38キナーゼ活性の1炎症性サイトカイン刺激が細胞質のp38活性化の振動現象(オシレーション)を誘導すること、2p38オシレーションの周期によって下流の炎症遺伝子の発現効率が制御されることを見出した。さらに3p38活性化をシグナル経路を介さずに可視化と同時に活性誘導できる実験系を構築した。本研究により明らかになったp38分子の新しい活性化動態およびその制御機構の解明は炎症シグナルの解明および関連するがんや神経疾患を制御する新しい方法の開発に貢献できると考えられる。本研究では、ストレスを受けた細胞内で活性化され、細胞死や細胞分化などの多様な細胞機能を制御するストレス応答MAPキナーゼ群がどのようなメカニズムで適切な応答を誘導するのかを解明することを目的とする。H24年度までの先行研究から、紫外線、サイトカイン、タンパク合成阻害によって特に細胞質の領域でストレス応答MAPKが活性化されることを見いだしていたが、これらの刺激の間でキナーゼ活性化にどのような質的・量的な違いがあるのかは不明であった。そこで、生きた細胞における各ストレス応答キナーゼ(JNKとp38)の活性化を定量的にイメージングする実験系を構築し、刺激の種類ごとのストレスMAPK応答の時間経過の比較実験を行った。その結果、特にp38に関して、タンパク合成阻害刺激では全ての細胞がほぼ一致してゆっくりとした活性化を示すのに対し、炎症性サイトカイン刺激の場合には、同じ培養皿の上でも、各細胞毎に、キナーゼ活性化に伴って生じるキナーゼ抑制効果に差を生じていることが明らかになってきた。従来、ストレス応答キナーゼの活性化は主に細胞集団の平均的な挙動を中心に解析されてきたが、本研究により単一細胞レベルの解析を行ったことで、ストレス応答シグナルの細胞毎の多様性の存在が示された。本研究の医学的意義として、臨床で用いられている抗がん剤や免疫抑制剤はストレス応答シグナルの制御を介してその効果を発揮するが、細胞毎の応答多様性はほとんど考慮されていない場合が多く、効果的に全ての細胞にも薬が効く方法の開発等、新たな治療戦略を考える基礎となり得る。生物学的には、細胞毎の応答性の違いは、細胞が環境や刺激にうまく適応する上で何らかの重要な意味を持つと考えられる。今後「シグナルの時空間動態」と「細胞毎の応答同期性の違い」の2つを軸として、ストレス応答経路の情報伝達のしくみを明らかにしたい。本研究ではストレスなどの刺激を受けた細胞が、その刺激に適した細胞応答を誘導するメカニズムについて解析する。特に、MAPK経路では、刺激毎にシグナルの細胞内動態が異なることが明らかになりつつある。そこで、MAPK活性化の細胞内動態の違いが刺激に対する細胞応答の特異性を決定する可能性について検証する。昨年度までに、各種ストレス応答MAPKシグナルの活性化を単一細胞で実時間に可視化測定することに成功していた。そこで、本年度はさらにMAPK活性化を操作する実験系の構築を中心に行った。今回、MAP2Kと呼ばれるMAPK活性化キナーゼに光制御可能な多量体化ドメインを融合させる方法によって、光照射に伴ってMAPK活性を誘導できることを見いだした。また、この方法とは別に、他の研究者からはMAPK分子の内部に多量体形成ドメインを挿入する方法が既に報告されていたが、この手法にMAPK可視化系を組み合わせた場合には、試薬の添加によりMAPK活性化を操作しながらイメージングできることが分かった。従来法では定量しながらの操作は非常に困難であったが、これまでに作製した可視化系と操作実験系を組み合わせることによって、リアルタイムにキナーゼ活性を定量しながら任意のレベルにまでMAPK活性を操作できるようになった。MAPKシグナルは細胞の分化や増殖にも関与し、また、種々の炎症性疾患や神経疾患、さらに、神経の再生誘導や抗がん剤の作用メカニズムとしても非常に重要であるが、細胞内動態やその機能的役割については不明な点が多い。本年度に作製した実験系を用いて単一細胞での定量的な評価を行うことで、「MAPKシグナルの強さ、タイミングと細胞内局在」とその結果生じる「細胞機能」との対応が明確になるものと思われる。本研究は細胞内のストレス応答に関わるキナーゼ活性化の動態を先鋭的な定量的イメージング手法で解明し、さらにストレス応答キナーゼ活性を任意に制御することで、ストレス依存的な細胞応答の特異性決定に「キナーゼのリン酸化シグナルを生じる場所やタイミング」という時空間的な情報がどのような役割を担うかを解明する目的で行った。本年度は、昨年度までに構築したキナーゼ活性制御実験系を用いて、ヒト癌由来培養細胞のp38経路のキナーゼを人為的に制御して、その際の細胞応答を検討した。これまでに各種ストレス(高浸透圧、紫外線、サイトカイン、タンパク合成阻害剤)は主に細胞質において各ストレス応答キナーゼ活性を上昇させるが、ストレス毎にキナーゼ活性化の時間変動パターンが大きく異なる結果を得ていた。特に、紫外線やタンパク合成阻害刺激の場合はp38活性は持続性に生じており、一方で炎症性サイトカイン刺激を与えた場合には細胞質において一過的にp38活性の上昇が生じたのちに、繰り返しその活性が変動する応答が観察されていた。そこで、細胞質におけるストレス応答キナーゼ活性の持続性の違いによって異なる細胞応答を生じる可能性を検討した。