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ハサミムシ目全9科の比較発生学的研究-多新翅類、新翅類の系統進化の構築-

本研究では、多新翅類ハサミムシ全目9科の発生学的比較を行い、本目の発生学的グラウンドプランの再構築、そして時に新翅類(多新翅類+準新翅類+完全変態類)全体に及び議論される本目の類縁に関し、比較発生学的視点から議論することを目的とする。本研究代表者はこれまでに、Karschiellidae科を除く8科を確保し検討してきた。当該研究年度は、ハサミムシ目の初期進化を理解するため、本目の下等な一群に着目した。検討には、本目の下等群(原始ハサミムシ類: 3科)のムナボソハサミムシ科ケブカハサミムシの一種魚Echinosoma sp. (以下ケブカ)とクロツヤハサミムシParapsalis infernalis(以下クロツヤ)、より派生的な一群(高等ハサミムシ類: 6科)の最原始系統群と目されるApachyidae科のApachyus chartaceus(以下アパキウス)や、ときにApachyidae科との類縁が示唆されるAllostethus indicum(以下アロステサス)(オオハサミムシ科)を用いた。幼虫の齢数はケブカが7、クロツヤが56、アロステサスが6である。アパキウスは昨年度確認した6に加え7も認められる。クロツヤの最少数はほかの原始ハサミムシ類(69)より少なく、より派生的な状態である。アパキウスとアロステサスはほかの高等ハサミムシ類(45。アロステサス以外のオオハサミムシ科は5)より多く、より原始的な状態である。クロツヤは本目で唯一、羽化後に後翅が脱落する。アロステサスは粘着性の無い卵を産み、卵や1齢幼虫を丹念に保育する。これらはクロツヤやApachyidae科以外の高等ハサミムシ類と共通し、派生的な状態である。これまでの研究を総括し、系統学的考察を行った結果、原始・高等ハサミムシ類各群の単系統性は認められないことが示された。(抄録なし)本研究では、多新翅類ハサミムシ目全9科の発生学的比較を行い、本目の発生学的グラウンドプランを再構築し、時に新翅類(多新翅類+準新翅類+完全変態類)全体で議論される本目の類縁に関し比較発生学的視点から議論することを目的とする。本研究代表者はこれまで日本・マレーシアでKarschiellidae科を除く8科を確保し研究を行ってきた。原始的なハサミムシ類の生活史:ハサミムシ目の下等群、原始ハサミムシ類(3科)のムナボソハサミムシ科Cranopygia sp.、Echinosoma sp.、Parapsalis infernalis、そしてより派生的な一群の高等ハサミムシ類(6科)の最原始系統群と目されるApachyidae科のApachyus chartaceusについて検討した。Cranopygia sp.とEchinosoma sp.は他のムナボソハサミムシ科の知見と同様に卵は固着性、保育は単純だが、Parapsalis infernalisは非固着性卵、保育は入念であり、高等ハサミムシ類のこれまでの知見と共通する。しかしApachyus chartaceusは高等ハサミムシ類6科で唯一保育は単純で、幼虫齢数は6と多く(今までの高等ハサミムシ類の最多記録:5)、これらの特徴はParapsalis infernalis以外の原始ハサミムシ類と共通する。胚発生:当該年度は今まで未検討の胚発生ステージを把握できた。DAPI染色胚を蛍光顕微鏡で観察した結果、ハサミムシ目は1)一対の側板(卵表層の細胞集中域)の融合による胚形成、2)胚のタイプは、後方の体節形成をともなう胚伸長を行う半長胚型、3)卵表層での胚伸長、4)胚が伸長後に卵黄内に沈む陥没型の胚定位様式、5)胚反転期に姿勢が大規模に変わることを明らかにした。ハサミムシ目の系統学的位置:先行研究では、本目は全体節が同時に形成される長胚型、胚定位様式は卵黄内に胚が沈まない表成型など、完全変態類との共通点が指摘されていた。しかし、本研究により理解が修正され、特に上記1)、3)が多新翅類の固有派生形質と見出された点は意義深い。目内の系統学的考察:各科の比較から、ムナボソハサミムシ科の多系統性、Apachyidae科の分岐はムナボソハサミムシ科Parapsalis属より古いことなどが示唆された。

幼虫の齢数はケブカが7、クロツヤが56、アロステサスが6である。アパキウスは昨年度確認した6に加え7も認められる。クロツヤの最少数はほかの原始ハサミムシ類(69)より少なく、より派生的な状態である。アパキウスとアロステサスはほかの高等ハサミムシ類(45。アロステサス以外のオオハサミムシ科は5)より多く、より原始的な状態である。クロツヤは本目で唯一、羽化後に後翅が脱落する。アロステサスは粘着性の無い卵を産み、卵や1齢幼虫を丹念に保育する。これらはクロツヤやApachyidae科以外の高等ハサミムシ類と共通し、派生的な状態である。これまでの研究を総括し、系統学的考察を行った結果、原始・高等ハサミムシ類各群の単系統性は認められないことが示された。当該年度においては、ハサミムシ目全9科中8科を用いて詳細な発生学的検討を行うことにより、ハサミムシ目のグラウンドプランを再構築することができた。それをもとに新翅類内での比較を可能とし、それにより、発生学的側面においてもハサミムシ目が従来通り多新翅類の一員であり、多新翅類の陥没型の胚定位様式がハサミムシ目を含めた多新翅類の固有派生形質であるということを見出すことができた。また、8科間の比較により目内での発生学的な進化的変遷を理解することができた。このようにハサミムシ目の系統学的処遇と目内の系統学的な議論を発展させることができた点で、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。ハサミムシ目が多新翅類の一員であるということは、発生学的側面からも支持することができた。しかしながら、現在の発生学的理解では、ハサミムシ目は他の多新翅類10目それぞれと、モザイク状に発生学的特徴を共有しているために、目間の類縁の発展的な議論を行う必要がある。そのためには、今後更なる詳細、すなわち、TEM観察も含めて詳細な組織学的観察も行い、卵殻にある精子通過孔である卵門の微細構造や、内部形態および付属肢等の形態形成過程などを明らかにして、その問題にチャレンジしていきたい。また、多系統性が示唆されるムナボソハサミムシ科に関しては、屋久島に産するムカシハサミムシも確保して検討を行い、そしてアフリカにのみ産する希少な原始ハサミムシ類Karschiellidae科に関しては現地の研究者との情報交換を発展させ、材料確保と発生学的検討を実現したい。得られた成果は学会発表を行い、論文を投稿して公表する。(抄録なし)
顎変形症手術前後の顎運動と口腔関連筋機能変化の検討

顎変形症に対する外科矯正手術の形態的、予後についての評価、および顎関節、舌、咀嚼筋群などの機能変化を明らかにするためのコンピュータグラフィックス(CG),超音波画像、筋電図などを用いた3次元的計測技術システムを開発し、その解析を行った。1.顎顔面3次元形態計測・表示システムの開発:すでに開発した顎顔面CT画像の立体表示、計測法に加え、顔面石膏模型の3次元自動計測法と評価、表示法を開発した(論文5、6、16、19)。これは従来の平面的な手動による計測とは異なり、高精度の3次元計測が自動化され、CGで立体表示される。また、僅かな形態変化を表示できるBest fit機能を持ち、手術前後の形態変化や発育の変化を部位別に定量的に計測、表示することができる。2.顎運動の機能的評価法の開発:顎運動に伴う咀嚼筋の筋電図と規格性を持った超音波画像を同期して採取するシステムを開発した(論文7,17)。この同期採取システムとその解析は世界的にも少なく、筋肉の機能と形態変化を検討する上で有用な手法になる。3.臨床的治験と手術法の改良:種々の顎変形症の外科的矯正手術を行い、手術前後の形態的、機能的変化を検討した(論文1、8、9、12、13、15、20)。その結果、骨格性下顎前突症では下顎頭が関節窩のやや前方に扁位していること(論文18)、下顎枝矢状分割術後の後戻りは舌骨上・下筋群の働きが重要なこと(論文3、4)、舌の位置が術後の骨格の安定に重要な働きをすること(論文1、12)を明らかにした。そして、これらを参考にして後戻りの少ない下顎枝矢状分割術の外側骨片復位システムを考案した(論文2)。また顎関節破壊による咀嚼、呼吸障害症例に、人工顎関節を開発し、全置換術を行い機能と形態の回復を行った(論文10、11、14)。更に、3次元形態計測システムを用い唇顎口蓋裂による顔面変形の特徴を定量的に明らかにし、このシステムの有用性を示した(論文5、16、19)。今年度はコンピュータグラフィックスによる顎顔面の計測・表示法の開発、各種機能検査機器による解析方法の検討と整備を主眼に行った。この計測過程において新たな臨床的知見を得るとともに手術法の改良が可能になった。1.顎顔面の計測・表示法の開発すでに開発した、コンピュータグラッフィクスによる顎顔面CT3次元再構築画像の立体表示法に加えて、顔面石膏模型上の三次元自動計測法と新たな顔面の三次元的評価法を開発し、発表した。従来、顔面計測は手動かつ平面的に行われてきたが、高い精度で三次元的計測が可能になり、結果はコンピュータグラフィックスとして出力できる。また、評価法も三次元的にほぼ自動で行える画期的なものである。2.顎運動の機能的評価咀嚼筋、舌骨上筋筋電図とその規格エコーグラムを同時に採取する方法を検討した。筋電図とエコーグラムを同時に採取してその関係を検討した報告は世界的にも少ない。現在システムをほぼ完成させ、至適計測条件を検討中である。

3.臨床的治験と手術法の改良上記計測システムを構築する過程で、咬合状態や術後の舌骨の位置など、機能に大きく係わる要素が、後戻りにどのような影響を及ぼすかを明らかにした。顎変形症は手術後、一律の反応を示すのではなく、各要素によって様々な変化を起こすことが示された。また、この結果から新たに手術法の改良が行えた。顎変形症に対する外科矯正手術の形態的、予後についての評価、および顎関節、舌、咀嚼筋群などの機能変化を明らかにするためのコンピュータグラフィックス(CG),超音波画像、筋電図などを用いた3次元的計測技術システムを開発し、その解析を行った。1.顎顔面3次元形態計測・表示システムの開発:すでに開発した顎顔面CT画像の立体表示、計測法に加え、顔面石膏模型の3次元自動計測法と評価、表示法を開発した(論文5、6、16、19)。これは従来の平面的な手動による計測とは異なり、高精度の3次元計測が自動化され、CGで立体表示される。また、僅かな形態変化を表示できるBest fit機能を持ち、手術前後の形態変化や発育の変化を部位別に定量的に計測、表示することができる。2.顎運動の機能的評価法の開発:顎運動に伴う咀嚼筋の筋電図と規格性を持った超音波画像を同期して採取するシステムを開発した(論文7.17)。この同期採取システムとその解析は世界的にも少なく、筋肉の機能と形態変化を検討する上で有用な手法になる。3.臨床的治験と手術法の改良:種々の顎変形症の外科的矯正手術を行い、手術前後の形態的、機能的変化を検討した(論文1、8、9、12、13、15、20)。その結果、骨格性下顎前突症では下顎頭が関節窩のやや前方に扁位していること(論文18)、下顎枝矢状分割術後の後戻りは舌骨上・下筋群の働きが重要なこと(論文3、4)、舌の位置が術後の骨格の安定に重要な働きをすること(論文1、12)を明らかにした。そして、これらを参考にして後戻りの少ない下顎枝矢状分割術の外側骨片復位システムを考案した(論文2)。また顎関節破壊による咀嚼、呼吸障害症例に、人工顎関節を開発し、全置換術を行い機能と形態の回復を行った(論文10、11、14)。更に、3次元形態計測システムを用い唇顎口蓋裂による顔面変形の特徴を定量的に明らかにし、このシステムの有用性を示した(論文5、16、19)。
児童英語教育におけるDVD利用CALLと異文化交流の実践

日本の小学生(高学年)に同世代の英語話者たちと交流する(手段:手紙やEメール)機会を設けることが、英語の実用性を理解させ、学習者自身が自ら進んで意義を見つけ楽しみのために学習をする内発的動機につながることを質問紙の内容分析・クラスルームリサーチから導き、それを論文にまとめた。日本の小学校英語教育にPC学習プログラムやテレビニュース・新聞、雑誌といったメディアを導入する方法を小学生を対象とする英語指導者(研究協力者)とともに研究した。次年度に向け子どもの興味をひく映画の選定およびPC学習システムの教材化をすすめている。DVD利用のWeb-CALLシステムの構築のために小学生に利用できるDVD教材を選択し、スクリプトから利用できる会話表現・語彙を収集した。児童が楽しみながら、無理なく英語のインプットとアウトプットを増やせるシステムの構築のため、放送大学のサーバを利用することとし、打ち合わせをすすめている。今年度は小学校で英語活動用に配布されている「英語ノート」で使用されている語彙の範囲内で理解できるアクティビティを考案し、実践した。日本の小学生の英語学習に対する動機付けを高める方法の一つとして、他教科と英語を結びつける方法を考案した。国語と英語を結びつけ、漢字を英語で表しそれをカードゲームにし、遊びながら学ばせるたり、社会と英語を結びつけ、主要世界遺産を正しく英語で発音させるなどの活動を行い、その実践内容と成果を時事英語学会の支部大会で発表した。また電子黒板などの使用についての文献研究を行い、新潟経営大学の紀要にその概要を収めた。国際交流に関しては、交流先となる、台湾の小学校と連絡をとり、英語指導者との交渉を進めている。確実な運用を期すためにPCソフト,ネットワーク環境に関する調査を行った。小学校児童の興味をひくアニメ動画の選定を行い、文部科学省作成の「英語ノート1」「英語ノート2」の語彙と照らし合わせながら、フレーズ・単語中心の小学生用の単語集の作成を進めている。英語を母国語としない海外の小学生と、英語で交流活動を継続するにあたり、台湾と香港における英語教育の実情について文献調査を行った。また、小学生のライティング・リーディング活動、その動機付けについての研究を行い、論文にまとめた。海外の児童たちとの交流を通して英語学習に対する動機付けとコミュニケーション能力の向上をはかり、その効果を検証したものである。小学生でもライティング・リーディングに積極的に取り組むことが可能で、これにより実践的なコミュニケーション能力を身に着けさせることができることを検証した。この研究をもとに、「英語ノート」を補足する新しい英語教材の開発を進めている。ライティング・リーディングを促進するために、日記や手紙のひな型作りを、研究協力者とともに行っている。23年度の交流活動のために、現地の小学校を訪問し、交流方法、通信手段などについての事前準備を行った。現在日本側の小学校で英語を担当する教員と、授業カリキュラムについて調整を行いつつ、香港に送付するビデオレターの作成にとりかかっている。PC学習プログラムに関して、放送大学ICT活用・遠隔教育センター(旧NIME)のサーバを利用することとなり、教材コンテンツの作成の準備を行っている。小学生の読み書きに対する意欲を新潟県内外の小学5年生276人を対象に調査したところ、「(英語の読み書き学習を)やりたい」(117人)と「少しやりたい」(103人)が、全体の80パーセント以上を占めた。一方、英語活動の好きな学習スタイルについての問いに対しては、「アルファベットの読み書き」が16人と全体の6パーセントにとどまり、「ゲームなどで覚える」が117人で63パーセントにのぼった。その結果を踏まえ、遊び要素のあるリテラシー教育の指導法を考えた。そのうち一つの実践では海外の児童たちとの交流を通して英語学習に対する動機付けとコミュニケーション能力の向上をはかり、その効果を検証した。実践的なコミュニケーション能力を身に着けることを目的に、教室で得たインプットを使って同年代の子供たちと交流させ、アウトプットの量を増やし、英語がコミュニケーションの手段になることを自覚させることで、語学習に対する動機付けを高めた。アンケート調査により動機の高まりを確認した。楽しい要素として日米のセリフがあるアニメーション映画を利用して、簡単な挨拶やターゲット文に絞り、反復練習をさせ、学習結果の検証を行った。マイクロソフト社のパワーポイントを用い、映画に出てくる簡単な挨拶や、身近でシンプルな表現を提示し、その表現が使われている映画の場面をリンクさせて、クリックで呼び出せるプログラムを開発しているところである。日英の字幕も、交互、あるいは同時に提示することが可能である。パワーポイント上で操作ができるため、準備に手間取ることなく、誰でも効率的に指導することが特徴である。
各国で頻発する大規模工事建設事故のプロジェクトマネジメントの視点による比較検証

2018年度の知見は以下の通り。昨年度の失敗事例の検証から、喫緊の課題として「日本の建設活動の参入障壁と進出障壁の構造分析」が顕在化した。そして、2018年度の国際会議の主たる課題を「各国における建設活動の参入障壁と進出障壁」とした。その会議の各国の発表において、参入障壁と進出障壁は大きく分類して(1)商習慣、(2)文化・言語、(3)政府方針・法制度、(4)市場環境の面での障壁が指摘された。この4分類に沿って、日本の建築生産システムに関する参入と進出の阻害要因をまとめると以下の3つの知見を得た。(1)建築生産システムにおける法制度と職能性、Common lowと「村のおきて」、慣習/伝統等について。(2)発注者、PM/CM、設計者、監理者、元請、専門工事業者等々の制度的完成度、契約観念/コンテンジェンシー意識の有無など。(3)他国に学ぶ知恵の多寡。さらに、2008年から始めた『日中韓台の建設産業における法制度と品質確保のしくみに関する比較研究』、2012年からは『日中韓台英米星の発注・契約方式と品質確保のしくみに関する国際比較』となり、国と地域を増やし、延べ13回の品質確保のしくみの比較研究をするに至った。そのなかで、最もわかり易く、かつ比較可能な各国の法制度と品質確保のしくみの比較検討方法も鉄筋ならびに鉄骨工事の具体例で検証できた。そして、これらの比較研究を繰り返す中で得た日本の建築生産システムにおける品質確保に関する特徴と課題も確認できた。ここに存在する本質的な問題は、「信頼があっての契約」を旨とする日本あるいは東南アジアと「契約があっての信頼」を旨とする欧米の、建築プロジェクト推進ならびにその組織編成と役割分担の在り方にあり、とりわけ、日本が海外市場を東南アジアに重きを置くとすれば、それらを承知したうえでのプロジェクトのマネジメントに取り組まなければならない。1.研究対象国すべてが参加した国際会議において、各国の建築プロジェクトにおける参入障壁と進出障壁の発表と議論が展開され、それらが共有できた。また、研究実績に記述した多くの知見を得た。2.さらに、本研究に参加する組織/団体、個人を選定することができ、また、関心の強い課題も確認でき、次年度に開催予定の国際会議の主たるテーマ、登壇者等の見通しも立った。1.次年度も国際会議を日本で開催し、研究対象地域を東南アジアに集中し、より実質的な議論を行い、失敗要因のみならず、各国間での参入障壁と進出障壁を明らかにすることにした。2.さらに、会議参加者の拡大を図り、公的機関、建設産業団体、設計団体等からの参加を促し、一方で、研究成果を一般に公開しつつ、さらなる研究ならびにその実践活動の促進を図ることにする。29年度に得られた知見は以下のとおり。1.研究対象国を日本、中国、韓国、星国に台湾、米国、英国を追加し、国際会議を「各国での個別の公共/民間建築プロジェクトにおける(1)PMRの役割、(2)PMの失敗要因」を共通テーマとして開催した結果、以下の暫定的知見を得た。1)発注者のガバナンス/リーダーシップの強弱、2)PMRの発注者支援内容の明確性、3)プロジェクト関与者の工期と予算への関わり方、4)PMR、CMRの役割分担の明快性、5)PMR、CMRの職能性と法制度との整合性、独立性。2.国内建設事故/事業推進問題の経緯検証の分析に関して、(1)新国立競技場整備計画白紙撤回の経緯検証報告書ならびに(2)基礎ぐい工事問題の法制度ならびに契約関係における問題点中間とりまとめを題材に以下の視点から分析を進めることの有効性を確認した。1)PMの視点からみた分析、2)採用されたマネジメント技術等の抽出とその活用結果の分析、3)日本的しくみ、とりわけ日本の建築生産システムの強みと弱みならびに国際化への課題、4)失敗要因の明確化。3.これらの失敗事例を検証する中で、喫緊の課題として、本研究に包含して取り組むべきテーマが顕在化した。その課題は、『日本の建設活動の参入障壁と進出障壁の構造分析』。すなわち1990年前後急激に日本の建設投資が伸びた時期に、米国を筆頭に日本の建設市場への参入を試みた多くの外国企業が感じた「参入障壁」、言い換えるならば「日本の建設産業を守った建築生産システム」が、その後急速に市場が縮小し海外市場に進出せざるを得ない現在、その進出がままならない日本の建設企業、まるで自らが生ぜしめたかのような「進出障壁」となってそびえ立っている。この本質的な問題には、建築プロジェクトを推進するプロジェクト組織とそのガバナンスを発揮した主体が何であり、その主体の変遷と果たした役割の確認である。1.研究対象国すべてが参加した国際会議において、各国の建築プロジェクトにおける失敗例の報告があり、プロジェクトマネジメントの果たす役割、失敗原因等の議論が展開され、それらが共有できた。また、研究実績に記述した知見を得ている。2.さらに、本研究に参加する組織/団体、個人を選定することができ、次年度予定の国際会議の主たるテーマ、参加者等の見通しが立った。

その会議の各国の発表において、参入障壁と進出障壁は大きく分類して(1)商習慣、(2)文化・言語、(3)政府方針・法制度、(4)市場環境の面での障壁が指摘された。この4分類に沿って、日本の建築生産システムに関する参入と進出の阻害要因をまとめると以下の3つの知見を得た。(1)建築生産システムにおける法制度と職能性、Common lowと「村のおきて」、慣習/伝統等について。(2)発注者、PM/CM、設計者、監理者、元請、専門工事業者等々の制度的完成度、契約観念/コンテンジェンシー意識の有無など。(3)他国に学ぶ知恵の多寡。さらに、2008年から始めた『日中韓台の建設産業における法制度と品質確保のしくみに関する比較研究』、2012年からは『日中韓台英米星の発注・契約方式と品質確保のしくみに関する国際比較』となり、国と地域を増やし、延べ13回の品質確保のしくみの比較研究をするに至った。そのなかで、最もわかり易く、かつ比較可能な各国の法制度と品質確保のしくみの比較検討方法も鉄筋ならびに鉄骨工事の具体例で検証できた。そして、これらの比較研究を繰り返す中で得た日本の建築生産システムにおける品質確保に関する特徴と課題も確認できた。ここに存在する本質的な問題は、「信頼があっての契約」を旨とする日本あるいは東南アジアと「契約があっての信頼」を旨とする欧米の、建築プロジェクト推進ならびにその組織編成と役割分担の在り方にあり、とりわけ、日本が海外市場を東南アジアに重きを置くとすれば、それらを承知したうえでのプロジェクトのマネジメントに取り組まなければならない。1.研究対象国すべてが参加した国際会議において、各国の建築プロジェクトにおける参入障壁と進出障壁の発表と議論が展開され、それらが共有できた。また、研究実績に記述した多くの知見を得た。2.さらに、本研究に参加する組織/団体、個人を選定することができ、また、関心の強い課題も確認でき、次年度に開催予定の国際会議の主たるテーマ、登壇者等の見通しも立った。1.次年度、次々年度にも国際会議を日本で開催し、より実質的な議論を行い、失敗要因の共有を図ることにした。2.さらに、会議参加者の若返りを図るため、30年度には後継の研究者/実務者の参加を促し、一方で、研究成果を一般に公開しつつ、さらなる研究の促進を図ることにした。1.次年度も国際会議を日本で開催し、研究対象地域を東南アジアに集中し、より実質的な議論を行い、失敗要因のみならず、各国間での参入障壁と進出障壁を明らかにすることにした。2.さらに、会議参加者の拡大を図り、公的機関、建設産業団体、設計団体等からの参加を促し、一方で、研究成果を一般に公開しつつ、さらなる研究ならびにその実践活動の促進を図ることにする。29年度の支出費用の大半は、日本に各国の研究者/実務者を招へい・集合して研究会を開催したための費用であり、しかも、米国等国によってはテロ対策等のために航空運賃が高騰していたこと、また、通訳料の負担が増えたことによる。一方で、国際会議等を活用して、初年度に集中的に資料/情報収集等を行うことができている。しかし、国内での調査研究に関しては、費用の負担増を避けるため、その活動は限定的なものとなった。これらの結果、全体としては、次年度使用額が生じることとなった。30年度の使用計画としては、国内での調査ならびに研究代表者らが相手国に出向いて調査をすることにし、適正な費用支出の計画を立てている。
畜産的土地利用からみた中山間地域農業の展開

平成15年度は、研究課題に即し、引き続き熊本県阿蘇地域における入会牧野を軸に、畜産的土地利用が空洞化するメカニズムを析出するとともに、今後の再編を視野に入れた課題の整理を行った。その際には、入会牧野が卓越する他地域との比較を視野に入れ、研究活動を行った。研究活動の実績としては、(1)現地実態調査、(2)研究内容の実践現場への還元、(3)研究内容の学際的な還元、(4)関連研究会への出席、の4点に大きく集約される。詳細は以下の通り。(1)現地実態調査【triple bond】引き続き阿蘇郡内における牧野組合を対象に、一の宮町(H15年8月)、阿蘇町(H15年10月)、小国町(H16年1月)において、牧野の利用と管理に関する実態調査を実施。各牧野における空洞化進行の現状と、それに対抗する再編要素の析出を行った。加えて、阿蘇地域と比較する視点から、大分県久住町・直入町(H15年8月)において同様の実態調査を行った。(2)研究内容の実践現場への還元【triple bond】研究内容の社会的貢献を図るため、(1)における調査結果の概要報告を各所で実施した。報告先は、牧野関連の施策を立案する熊本県阿蘇地域振興局農業振興課、牧野活性化センター、一の宮町・阿蘇町・小国町の各役場担当者など。(3)研究内容の学際的還元【triple bond】H14秋に土地制度史学会において個別報告を行った研究内容を深める形で、今日的牧野研究の位置づけを当該学会誌に投稿し、本研究の成果の一部を発表した。(4)関連研究会への出席【triple bond】入会研究との関連から地域・集落自治分野との接続を図るべく、長野県飯田市において自治体職員と研究者が組織する「自治体職員のあり方研究会」に出席し、地域資源管理の主体形成に関して議論を重ねた。また、入会牧野が卓越する鳥取県三瓶山における研究チームの研究会に出席し、阿蘇地域における実態を報告するとともに、両地域の相互比較の視点から議論を深め、研究内容へのフィードバックを図った。平成14年度は、研究課題に即し、熊本県阿蘇地域における入会牧野に焦点を当て、畜産的土地利用を核とした牧野の歴史的展開と現状、そして今後の方向性を探るべく研究活動を行った。研究活動の実債としては、(1)現地実態調査、(2)研究内容の実践現場への還元(3)研究内容の学際的な還元、(4)関連研究会への出席、の4点に大きく集約される。詳細は以下の通り。(1)現地実態調査...平成14年8月下旬から9月上旬にかけて、名原大鶴牧野組合(阿蘇郡小国町)を構成する組合員農家20戸を対象とした悉皆調査を実施し、入会牧野における関わり方の動態変化と今後の牧野に対する意向把握を行った。加えて、入会牧野の利用・管理の側面において先発的な事例に取り組む阿蘇郡内の牧野組合5ヶ所を対象に、牧野組合長へのヒアリング調査を実施し、先発的な取り組みを可能にする背景と要素の把握に努めた。(2)研究内容の実践現場への還元...研究内容の社会的貢献を図るため、(1)における調査結果の報告を各所で実施した。報告先は、調査を実施した名原大観牧野組合、牧野関連の施策を立案する小国町役場地域振興課、熊本県阿蘇地域振興局農業振興課、熊本県農政課等の出先機関など。(3)研究内容の学際的な還元...平成14年3月末に行った日本農業経済学会個別報告の内容を平成14年度には学会論文集に「牧野の縮小過程と潰廃の現局面」と題して投稿した。10月下旬には土地制度史学会において「入会牧野の縮小・潰廃と再編に向けた今日的課題」と題して個別報告を行い、農業経済学分野における牧野研究の空白を埋めた。(4)関連研究会への出席...入会研究との関連から地域・集落自治分野との接続を図るべく、長野県飯田市において自治体職員と研究者が組織する「自治体職員のあり方研究会」に出席し、地域資源管理の主体形成のあり方に関して議論し、研究内容へのフィードバックを図った。詳細は以下の通り。

報告先は、牧野関連の施策を立案する熊本県阿蘇地域振興局農業振興課、牧野活性化センター、一の宮町・阿蘇町・小国町の各役場担当者など。(3)研究内容の学際的還元【triple bond】H14秋に土地制度史学会において個別報告を行った研究内容を深める形で、今日的牧野研究の位置づけを当該学会誌に投稿し、本研究の成果の一部を発表した。(4)関連研究会への出席【triple bond】入会研究との関連から地域・集落自治分野との接続を図るべく、長野県飯田市において自治体職員と研究者が組織する「自治体職員のあり方研究会」に出席し、地域資源管理の主体形成に関して議論を重ねた。また、入会牧野が卓越する鳥取県三瓶山における研究チームの研究会に出席し、阿蘇地域における実態を報告するとともに、両地域の相互比較の視点から議論を深め、研究内容へのフィードバックを図った。
大脳基底核の行動制御機構における分子基盤に関する研究

脳を構成する神経細胞群の特性と神経回路の構成を知ることは、多様な脳機能や脳神経系疾患を理解する上で極めて重要である。しかし気分や行動等の高度な脳高次機能において、どのような遺伝子発現パターンを持った細胞集団が、複数の細胞集団とどのような分子基盤で相互作用をし、それぞれの神経回路にどのような生理的機能をもたらすかについての、網羅的な解析は未だ報告がない。本研究課題では、気分や行動を制御する大脳基底核の出力部である淡蒼球の神経核の遺伝子発現解析を行う。ヒトの行動制御や精神神経疾患を理解するためには、脳の領野を繋ぐ神経回路やそこでの機能分子の作用が、どのように神経情報の表現とその統合に関わっているかを知ることが重要である。本研究課題では、行動制御に関わる大脳基底核の淡蒼球に焦点をあて、淡蒼球内に存在している投射先の異なる様々な細胞群が、どのような分子的な特徴を有するかを解析する。ラットの基底核を、クライオスタットを用いてスライスし、レーザーマイクロダイセクションを利用して微少領域及び細胞の切り出しを行った。切り出した組織片及び細胞から微量mRNAを抽出し、逆転写酵素を用いてcDNAを得、このcDNAを用いてリアルタイムPCRを行い、神経活動に関与する遺伝子群の発現比較を行った。この結果、8つの遺伝子の発現が前後軸で増減していることがわかった。さらに、これらの研究成果を発展させる為に、逆行性とレーザーをインジェクションしたラット脳を用いて神経細胞をラベルし、且つ、神経細胞を免疫染色した上で切り出す、新たな実験手法の確立を行った。初めに、ラットの基底核をスライスし、組織固定と免疫染色を行った。その後、レーザーマイクロダイセクションを利用して細胞の切り出しを行った。切り出した組織片及び細胞から微量mRNAを抽出し、逆転写酵素を用いてcDNAを得、このcDNAを用いてリアルタイムPCRを行った。通常の免疫染色法では、RNAが破壊されてしまうが、本研究課題により確立した新たな免疫染色法では、短時間の染色によりRNAの分解を押さえることが可能となった。これらの研究手法は、基底核淡蒼球の情報処理をどのような細胞種が担っているかという動作原理の解明につながると考えられる。淡蒼球の内節と外節において、視床、線条体、視床下核と相互作用する淡蒼球細胞を逆行性トレーサーを用いてラベルし、出力パターンを調べた。さらに、ラベルを抗体を用いて染色し、ライオスタットを用いてスライスし、レーザーマイクロダイセクションを利用して、単一細胞の単離を行なった。切り出した細胞から微量mRNAを抽出し、逆転写酵素を用いてcDNAを得、このcDNAを用いてリアルタイムPCRを行い、神経活動に関与する遺伝子群の発現比較を行った。この結果、複数の遺伝子の発現が投射先の違いにより増減していることがわかった。通常の免疫染色法では、RNAが破壊されてしまうが、本研究課題により確立した新たな免疫染色法では、短時間の染色により数百個の細胞を単離した後でもRNAの分解を押さえることが可能となった。本研究課題で目的とした特定回路における機能遺伝子の同定を達成できたと考えている。さらに同定した遺伝子の機能阻害を目的として、アデノ随伴ウイルスベクターやレンチウイルスベクターを使用したウイルス作製法を立ち上げた。また淡蒼球におけるウイルス感染の効率化を目指して条件設定を行った。本研究課題で同定した遺伝子の機能阻害を行うことにより、淡蒼球内で投射先の異なる特定の回路を減弱、もしくは遮断することが可能となる為、これらの研究手法は、基底核淡蒼球の情報処理をどのような細胞種が担っているかという動作原理の解明につながると考えられる。
磁気研磨法によるファインセラミックスの高能率・高精度鏡面加工に関する研究

ファンセラミックスを高能率・高精度で磁気研磨加工し得るダイヤ磁性砥粒の開発とその研磨性能の究明、および磁性砥粒に大径の鉄粉を混合した『混合磁性砥粒』を用いる新しい磁気研磨法の創案を目的として研究した。その結果、次の成果を得た。(1)ダイヤ磁性砥粒の新しい製作法(電解めっき法と無電解めっき法、および、そのめっき条件)を明らかにした。(2)ダイヤ磁性砥粒の研磨性能を平面磁気研磨実験によって明らかにした。(3)電解めっき法と無電解めっき法により製作したダイヤ磁性砥粒の研磨性能を調べ、両者が同等の研磨性能をもつことを明らかにした。(4)ダイヤ径、磁性砥粒の母体(鉄粉)形とその粒径、研磨回数が研磨量と表面粗さに及ぼす影響を明らかにし、その加工機構を孝察した。(5)化学的接着法による新しいダイヤ磁性砥粒を外部機関と打合せて新規に製作し、その研磨性能を調べた。(6)粒径の大きい鉄粉をダイヤ磁性砥粒に混合した『鉄粉混合磁性砥粒』を用いれば、研磨能率が著しく向上できることを見いだした。(7)この『鉄粉混合ダイヤ磁性砥粒』の研磨性能(研磨能率向上効果)に及ぼす鉄粉粒径と鉄分混合割合の影響を実験的に調べ、粒径と混合割合に適値が存在することを明らかにした。(8)その加工機構を理論的に考察し、研磨特性に及ぼす影響因子とその影響度を明らかにした。(9)鉄粉にCr_2O_3粒子を混合した「Cr^2O^3-Fe混合磁性砥粒」を用いた磁気研磨によってSi^3N^4セラミックスが平滑加工できること、また、鉄粉にSio_2粒子を混合した「SiO_2-Fe混合磁性砥粒」を用いた磁気研磨によってAl_2O_3セラミックスが平滑加工できることをそれぞれ明らかにした。(10)以上の成果を『砥粒加工学会誌』、『精密工学会誌』、『日本機械学会論文集』に投稿(掲載決定)し、精密工学会・日本機械学会学術講演会において7編を発表した。現在、「セラミックボール・ローラーの精密磁気研磨」の研究に関して、オクラホマ州立大学(R.Komanduri教授)と共同研究中である。精密機械部品用アルミナファインセラミックスを高能率・高精度で磁気研磨加工できるダイヤモンド磁性砥粒の製作を主な研究目的とし,似下の成果を得た.(1)電解ニッケルめっき法および無電解ニッケルめっき法により各種のダイヤ磁性砥粒を大学の実験室で製作する技術を確立することができた.(2)めっき法以外の制作法についても検討し,鉄粒子とダイヤ粒子の2成分にバインダ-成分を加えて化学的結合法によるダイヤ磁性砥粒の製作技術を外部機関に依頼し,これを実現した.(3)上記の手法で制作した磁性砥粒自体の粒径は,鋳鉄(球形)の場合は80,150,300,550μm,不定形電解鉄粉の場合は160,320,700μmであり,その表面に分散固着したダイヤ砥粒の粒径は2/4,8/16μmである.

(4)平面磁気研磨装置を用いて研磨実験し,新しく製作したダイヤ磁性砥粒の種類および加工距離が研磨量と表面粗さに及ぼす影響を明らかにした.その結果,ダイヤ径2/4μmの磁性砥粒について0.2μmRmaxの平滑面が得られるが8/16μmのダイヤ径では1.5μmRmax程度の粗面になること,逆に,研磨量はダイヤ粒子径が増大するにつれて大きくなることがわかった.一方,磁性砥粒自体の粒径の影響はダイヤ粒子径の影響に比べて小さいことを明らかにした.また,磁性砥粒の製作法の違いによっても研磨性能が著しく異なること,磁性砥粒に攪拌作用を与えれば研磨寿命は実用に供し得るまでになることを明らかにできた.(5)平面磁気研磨の基本的な加工特性を実験的に調べ,加工機構についても考察を加えた.(6)ラッピング法と磁気研磨法の加工能率,表面仕上げ品質を比較検討し,磁気研磨法の特徴をまとめた.(7)1年間の研究成果をまとめ,その一部を学会発表し(4編),研究論文を投稿した(1編).なお,円筒磁気研磨実験,実用に供し得る加工デ-タファイルの作成,セラミックス表面の性状(Surface Integrity)などの検討は平成3年度の研究課題とした.精密機械部品として用いられるファインセラミックスを高能率・高精度で磁気研磨加工し得るダイヤ磁性砥粒の開発とその研磨性能の究明を本年度の研究課題として実験し,以下の成果を得た.(1)ダイヤ磁性砥粒の製作法,すなわち,電解めっき条件と無電解めっき条件を明らかにした.(2)電解メッキ法により製作したダイヤ磁性砥粒の研磨性能を平面磁気研磨実験を行って明らかにした.(3)無電解めっき法により製作したダイヤ磁性砥粒の研磨性能を調べ,電解めっき法による場合と比較し,これが同等の性能をもつことを明らかにした.(4)ダイヤ径,磁性砥粒母体(鉄粉)の形状と粒径,加工回数等が研磨量と表面粗さに及ぼす影響を明らかにし,加工メカニズムについても考察した.(5)ダイヤ磁性砥粒の他の製作法として,化学的接着法による方法を外部機関と打合せ,新規に製作し,実験に供試した.(6)高価なダイヤ磁性砥粒(710万円/100g)の低廉化を図り,粒径の大きい鉄粉をダイヤ磁性砥粒に混合して用いれば,研磨能率が著しく向上できることを見いだした.(7)この鉄粉混合ダイヤ磁性砥粒の研磨性能(研磨能率向上効果)に及ぼす鉄粉粒径と鉄粉混合割合の影響を実験的に調べ,粒径と混合割合に適値が存在することを明らかにした.その加工機構についても考察した.(8)鉄粉に酸化クロムを混合した酸化クロム混合鉄粉を用い,乾式磁気研磨によっても窒化けい素セラミックスが平滑加工できることを明らかにした.(9)上記の中,(1)(7)の諸事項は研究論文として投稿し,『砥粒加工学会誌,36巻2号(1992年4月)』に掲載が決定している.(10)1年間にわたる研究成果を精密工学会・日本機械学会学術講演会で発表し(4編),精密工学会誌に論文投稿中である.(11)平成4年度は,従来からの計画以外に「セラミックボ-ルの精密磁気研磨」の研究も追加する.これはアメリカのオクラホマ州立大学教授R.Komanduri博士との共同研究テ-マである.ファインセラミックスを高能率・高精度で磁気研磨加工し得るダイヤ磁性砥粒の開発とその研磨性能の究明,および磁性砥粒に大径の鉄粉を混合した『混合磁性砥粒』を用いる新しい磁気研磨法の創案を目的として研究した.その結果,次の成果を得た.(1)ダイヤ磁性砥粒の新しい製作法(電解めっき法と無電解めっき法,および,そのめっき条件)を明らかにした.(2)ダイヤ磁性砥粒の研磨性能を平面磁気研磨実験によって明らかにした.(3)電解めっき法と無電解めっき法により製作したダイヤ磁性砥粒の研磨性能を調べ,両者が同等の研磨性能をもつことを明らかにした.
肝臓と門脈血流の同種移植免疫反応に及ぼす影響

純系ラットPVG(RT1c)における、門脈-下大静脈吻合(Portocaval shunt:PCS)モデルと門脈-下大静脈交差吻合(Portocaval transposition:PCT)モデルを確立した。PCSラットは、PCS作成後、体重の増加は認められず、肝臓も萎縮した。しかし、PCSラットの生命予後に影響はなく、長期生存した。PCTラットはコントロール群(開腹のみ)と同様に、術後も体重増加をしめし、肝臓にも著変を認めなかった。PCS、PCTラットとも、術後1、2、5、10週の血清GOT、GPT、T-Bil、などに異常を認めなかった。コントロール群、PCS群、PCT群のPVGラットに、純系ラットDA(RT1a)の異所性心移植を行い、移植心の生着日数を観察した。各群とも、DA移植心は、6-7日の間に拒絶された。以上より、同種異系間の心移植の1次免疫反応における門脈血の影響は、ないものと考えられた。次に、同様のモデルを用いて、2次免疫反応についての実験を行った。コントロール群、PCS群、PCT群のPVGラットに、純系ラットDAの30%肝臓を、腹腔内に留置し、2週間後にDAの異所性心移植を行い、生着日数を観察した。PCS群は、他の2群に比し、有意にDA移植心の生着日数の延長が認められた。これは、同種異系間の2次免疫反応において、門脈血流が重要な影響を、及ぼしていることが示唆される。今後、PCS、PCT作成とDA肝留置の間隔、また、DA肝留置とDA移植心との間隔を変化させ、実験を継続させたい。
ヒトレトロウイルスのRNA輸送複合体の形成と制御

今年度、エイズウイルス(HIV)がラットで増殖できない原因を追求するために、ウイルスRNAの核外輸送過程を検討した.まず、ウイルス輸送因子Revがラット細胞で機能するかどうかを2種類のレポーターを用いて調べた.1つはHIVゲノムのenv領域にCAT遺伝子を挿入したもの(pDM128)、2つ目はHIVのほぼ全長を持つものである.PDM128を用いてCATの生産量で測定するとRevは十分効率よく働くが、後者のレポーターからはGag/Envがヒト細胞の1/100程度しか生産されなかった.ウイルスRNAの核から細胞質への輸送を半定量PCR,定量PCRで測定したところ、両細胞間で差がなかった.また、Gagタンパク質は両細胞中で安定であった.この結果はウイルスRNAがヒト細胞中で効率よく翻訳されるとこを示唆している.次に細胞輸送因子であるCRM1が原因であるかどうか調べた.ラット細胞にヒトCRM1を導入すると、Gagタンパク質が約10倍効率よく生産された.ウイルスRNAの輸送効率は変わらなかった.これらの結果は、ヒトCRM1は核から細胞質へのRNA輸送を司るだけではなく効率の良い翻訳にも関与していることを示唆している.ラットCRM1はウイルスRNAを輸送できるが、効率的な翻訳を行えない。これはCRM1の新機能の発見である。次に、ヒトCRM1を恒常的に発現するラット細胞を作製して、HIVタンパク質と感染性子孫ウイルスが生産されるかどうか調べた.いずれもヒト細胞に準じる生産量であった.このことは、ラットでHIVが増殖できない1原因がCRM1にあることを示している.エイズウイルス(HIV)やヒト白血病ウイルス(HTLV-1)の特徴は自身のRNAの輸送する因子RevとRexをコードしている点である。Rev/Rexは細胞の核外輸送担体であるhCRM1 (human CRM1)とウイルスRNAを仲介することによってRNAを輸送する。RNAを輸送するためには、Rev/RexがRNA上でhCRM1の助けを借りて多量体化することによって安定な輸送複合体を形成しなければならない。また、我々はラットrCRM1がRexを多量体化できないためにRNAを輸送できないことを報告してきた。今年度、hCRM1とrCRM1を詳細に比較検討した。その結果、多量体化に関与するhCRM1のドメインがNESとの結合ドメインと異なること、hCRM1はRNA輸送複合体形成過程にも直接関与していることを示唆した。また、CRM1のRanBP3結合領域を同定した。CRM1は恒常的に発現している輸送因子と思われていた。しかし、CRM1とRanBP3がHIV/HTLV-1の宿主であるT細胞内で細胞の活性化と呼応して、発現制御を受けることを見いだしていた。今年度この観察を発展させて、CRM1はG1期に発現誘導がかかるearly-response遺伝子であること、転写後レベル、連写レベルの両方で制御を受けることを見いだした。この結果は、HIVの潜伏状態は転写レベルだけではなくRNA輸送段階でもで規定されている可能性を示唆する。次に、ヒトCRM1を恒常的に発現するラット細胞を作製して、HIVタンパク質と感染性子孫ウイルスが生産されるかどうか調べた.いずれもヒト細胞に準じる生産量であった.このことは、ラットでHIVが増殖できない1原因がCRM1にあることを示している.
ガイドワイヤー搭載電磁走査型前方視超音波内視鏡

血管内治療の際に用いるガイドワイヤー先端に搭載し、超音波トランスデューサ素子1個を電磁的に振動させる細径前方視血管内超音波内視鏡を開発する。細径前方視血管内超音波内視鏡は超音波素子を備えた振動子、駆動コイルで構成される。駆動コイル、幅50 μmのSiビーム、および円筒形状のサマリウムコバルト磁石を用いて電磁駆動部の駆動を確認した。当該デバイスを作製する上での各要素技術は確立してきており、細径に実装することでガイドワイヤー先端への搭載、および超音波観察は実現できると考えられる。独自の非平面フォトファブリケーション技術による曲面上へのコイルおよび配線形成技術と組立実装技術を駆使して、ガイドワイヤー先端に搭載できるほど小型な外径0.36mmの超音波イメージャーを実現し、動脈硬化に伴う冠動脈、四肢末梢動脈などの血管内高度狭窄、完全閉塞を安全かつ確実に再開通治療するために役立てる。超音波素子を多数並べて電気的に切り換えて行う電子スキャンでは、細径化に伴い視野角と方位分解能に限界が生じるが、比較的大きい1個の素子を機械的に振動させるメカニカルスキャンを用いることで、方位分解能の向上、広い視野角を実現できる。本年度は、駆動機構の設計試作および超音波素子の加工を中心に行った。振動子を1軸の梁(ビーム)で支え、その周囲を液体と気体を隔離する膜(ダイヤフラム)を配置する構造とし、ダイヤフラムとして、コルゲート構造をした非伸縮性のポリマーであるパリレン(ポリパラキシリレン)を用いた場合の設計と伸縮性ポリマーの検討を平行して行った。また、駆動機構へ取り付ける超音波素子の電極形成と加工方法について設計、試作を行うとともに駆動機構への実装、特に機械的固定及び電気的な配線の取り回しについて課題を抽出し具体的な対策と設計およびプロセスの改良を進めている。今後試作する駆動機構についてコイルの形状を傾斜ソレノイド型から鞍型に変え、この駆動コイルを挟むように前後にソレノイドコイルを置き、駆動のタイミングに合わせて振動をアシストする磁界を発生させ振幅を向上する予定である。駆動コイルの作製は複数の凹面を1列に配置した基板上に非平面フォトファブリケーションにより複数のプローブを一括作製する。段差が200μm以下になるので投影露光による一括パターニングを用いる。直径数mmの駆動機構、超音波素子の実装について技術的な蓄積と経験はあるものの、細径化に伴う組立の難しさ、歩留まり低下への対応について設計変更と対策が必要となり、試作および評価が当初の予定よりやや遅れている。独自の非平面フオトファブリケーション技術による曲面上へのコイルおよび配線形成技術と組立実装技術を駆使して、ガイドワイヤー先端に搭載できるほど小型な外径0.36mmの超音波イメージヤーを実現し、動脈硬化に伴う冠動脈、四肢末梢動脈などの血管内高度狭窄、完全閉塞を安全かつ確実に再開通治療をするために役立てる。本年度は、振動子を1軸の梁(ビーム)で支えた駆動機構の試作および駆動の評価を中心に行った。今後、その周囲を液体と気体を隔離する膜(ダイヤフラム)を配置する構造とし、ダイヤフラムとして、コルゲート構造をした非伸縮性のポリマーであるパリレン(ポリパラキシリレン)を用いた試作を行う。また、駆動機構へ取り付ける超音波素子の電極形成と加工方法について設計、試作を行うとともに駆動機構への実装について設計および作製プロセスの改良を進めている。今後試作する駆動機構についてコイルの形状を、鞍型コイルを中心に最適化を目指した設計を行い、この駆動コイルを挟むように前後にソレノイドコイルを置き、駆動のタイミングに合わせて振動をアシストする磁界を発生させ振幅の値を向上する予定である。電磁駆動とその評価を優先したため、超音波素子の搭載、ダイヤフラム部作製、細径化についてやや遅れることとなった。独自の非平面フォトリソファブリケーション技術による局面上へのコイルおよび配線形成技術と組立実装技jy津を駆使して、ガイドワイヤー先端に搭載できるほど小刀外径0.36mmの超音波イメージャーを実現し、動脈硬化に伴う冠動脈、四肢末梢動脈などの血管内高度狭窄完全閉塞を安全かつ確実に再開通治療するために役立てることを目的とする。超音波素子を多数並べて電気的に切り換えて撮像する電子スキャンでは、細径化に伴い視野角と方位分解能に限界が生じるが、比較的大きい1個の超音波素子を機械的に振動させるメカニカルスキャンを用いることで、方位分解能の向上、広い視野角を実現できる。

細径前方視血管内超音波内視鏡の要素技術として、細径チューブへの非平面フォトリソファブリケーションを用いた駆動コイルの作製、駆動電極(2極)がパターニングされた単一超音波トランスデューサ素子の作製、振動子を1軸の梁(ビーム)で支えた駆動機構の設計、そしてそれぞれの要素部品を、細径化を保ちつつ実装することが挙げられる。本年度においては駆動電極(2極)がパターニングされた単一超音波トランスデューサ素子の作製、振動子を1軸の梁(ビーム)で支えた駆動機構の設計を行った。超音波トランスデューサ素子はエポキシ樹脂のバッキング、および圧電単結晶材料であるPMN-PTを用いた。音響レンズにはシリコーン樹脂を用い、レンズ形状は型を用いることで成型した。振動子は液体と気体を隔離する膜を薄膜シリコーン樹脂として設計した。振動子作製はプロセスを改良しつつ試作を続けている。当該デバイスを作製する上での各要素技術は確立しつつあり、今後細径に実装することでガイドワイヤー先端への搭載、および超音波観察は実現できると考えられる。血管内治療の際に用いるガイドワイヤー先端に搭載し、超音波トランスデューサ素子1個を電磁的に振動させる細径前方視血管内超音波内視鏡を開発する。細径前方視血管内超音波内視鏡は超音波素子を備えた振動子、駆動コイルで構成される。駆動コイル、幅50 μmのSiビーム、および円筒形状のサマリウムコバルト磁石を用いて電磁駆動部の駆動を確認した。当該デバイスを作製する上での各要素技術は確立してきており、細径に実装することでガイドワイヤー先端への搭載、および超音波観察は実現できると考えられる。本研究計画では主に1年目において超音波素子の試作評価と、超音波振動子を電磁的に駆動する機構の開発、試作評価を中心に行い、2年目以降に駆動機構へ超音波素子を実装し、超音波送受とメカニカルスキャンによる超音波ビームの走査を行う。その後、超音波ファントムおよび摘出組織を用いた撮像実験、評価を行い設計にフィードバックする。独自に開発した非平面フォトファブリケーション技術を用い、試作を行うが、血液に触れるデバイスのため1回使い捨て(ディスポーザブル)にする必要があることから、前述のプロセスを発展させ、セミ量産を可能とする一括作製プロセスを開発する。個々のプロセスについては比較的見通しが立っているが、細径化に伴う組立の難しさと作製誤差による振動特性のばらつきなどが開発の進行を妨げる心配があり、特に組立誤差が致命的な要素にならないよう、問題となる部品および組立工程について早期に問題点を抽出し、設計変更、組立プロセス改善の対策を行う。現在まで、振動子を電磁的に駆動する機構の試作および駆動とその評価を中心に行ったが、今年度において超音波素子の試作評価を中心に行い、駆動機構へ超音波素子を実装し、超音波送受とメカニカルスキャンによる超音波ビームの走査を行う。超音波ファントムおよび摘出組織を用いた撮像実験、評価を行い設計にフィードバックする。独自に開発した非平面フォトファブリケーション技術を用い試作を行うが、血液に触れるデバイスのため1回使い捨て(ディスポーザブル)にする必要があることから、前述のプロセスを発展させ、セミ量産を可能とする一括作製プロセスとする。
同種写像暗号の効率化と安全性評価

現代では、RSA暗号を筆頭とする公開鍵暗号が広く利用されているが、将来出現するであろう量子計算機により容易に破られてしまう。この脅威に備えて量子計算機を用いても容易に破れないような耐量子計算機暗号の研究が盛んに行われている。その耐量子計算機暗号の候補の1つとして、同種写像暗号がある。現状、同種写像暗号は実利用する上で、計算効率と安全性を見積もるための攻撃可能性の検討が不十分である。そこで、同種写像暗号の実利用へ貢献すべく、この2つのトピックについて研究を遂行していく。