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亡命芸術家による文化的アイデンティティの再構築に関する包括的研究

音楽史の記述において、第二次世界大戦前やその最中に亡命した芸術家たちは、亡命地での活動についてヨーロッパの視点で位置づけられてきた。本研究では、「文化的アイデンティティの再構築」をテーマに、クルト・ヴァイルのアメリカでの活動と伝統との関係性、新しい美学の構築、代表作『三文オペラ』やアメリカ作品の受容を中心に調査した。また、その活動を比較する要素として、ワイマールのキャバレーのアーティストたちの活動、なかでもアメリカのフリードリヒ・ホレンダーやイギリスのミーシャ・シュポリアンスキーの活動。オーストリアでオペレッタ作曲家であったフリッツ・シュピールマンのアメリカでの活動を整理した。平成24年度は、最終年の25年度8月1日から1月31日まで神戸大学大学院人間発達環境学研究科から研究サバティカルを利用して、ハーバード大学音楽学部のキャロル・オジャ教授の下で亡命芸術家の活動に関する研究を集中して行うための環境を整えることに尽力した。平成23年度に行ったマインツ(ドイツ)のキャバレー博物館での資料収集の結果、亡命芸術家の研究は現地アメリカでの資料収集の必要性が不可欠だと感じたからである。この点においては、応募当初の研究実施計画を目的達成のために、軌道修正しなければならなかった。現地での作業が肝要なため、今年度は研究成果に関してまとまった発表の機会をもつことはできなかった。ただ国内でできる具体的な作業は積極的に行った。ひとつは亡命芸術家のアイデンティティを論じるための幾分幅広いコンテクストで関連書籍を集めたこと。そして、クルト・ヴァイルの資料をまとめはじめ、ヴァイルの評伝を新たな視点から描き直すために評伝の執筆をはじめた。これはこれまで20年にわたって収集したヴァイルの膨大な資料を見直す重要な作業であり、25年度のアメリカでの研究の基盤となるものである。ミュージカル研究が進んでいるアメリカで、近年特にミュージカル研究に力を注いできたのがオジャ教授である。平成25年度の夏から半年をかけて、20世紀の前半にどのような大衆芸術をめぐる国際交流が行われたのかという視点で研究を進めたい。次年度はハーバード大学でも研究成果の発表を行う予定である。平成25年度は、24年度までの収集資料を整理する一方で、研究テーマ「亡命芸術家の文化的アイデンティティ再構築における包括的研究」をさらに展開させるため、米マサチューセッツ州ケンブリッジのハーバード大学で客員研究員として、亡命芸術家に関する調査を行った。アメリカでは、ハーバード大音楽学部の図書館、およびフートン資料館、ニューヨークのヴァイル=レーニヤ・リサーチセンターで資料収集した。大戦間期の状況を物語り、検証するために欠かせない豊富な一次資料にもあたることができた。ただ、この展開は当初の研究計画では予想することができなかった。申請した2011年の段階では、亡命芸術家の研究は「ドイツを中心に」進めることができると考えていた。初年度はマインツのカバレット資料館などに趣き、様々な重要な関連資料を閲覧、収集することができた。しかしながら、当初考えていた芸術家たちの文化的アイデンティティの再構築を考えるうえでの要点と考えていた「伝統と交流」「受容と波及」「新しい美学の構築」のどの点に関しても、ドイツでの研究について限界にも直面した。つまり、亡命後の芸術家の動向や文化的、社会的な背景、環境の違いなどを論じるにあたり、ドイツで収集した個々の資料の背景を精査する必要性があり、そのためには、まさに亡命地アメリカにおける研究、資料収集が不可欠であることを痛感した。その点において2013年8月からの半年間、ハーバード大学のキャロル・オジャ教授のもとで、ジャンル横断的なアメリカ音楽史の古典と新しい文献を比較して精読し、そのアイデンティティを議論するゼミナールに参加できたことは、今後のこの研究の展開を考えるうえでももっとも大きなことであった。研究成果の一部として、「アメリカで見た景色-クルト・ヴァイルの社会派音楽劇の軌跡」をまとめることができた(岩波書店『文学』3、4月号、84-98頁)。本研究は、「亡命芸術家による文化的アイデンティティの再構築に関する包括的研究」と題して、西洋芸術音楽の歴史のなかで看過されてきた「亡命以後の作曲家と大衆芸術との関わり」について、「文化的アイデンティティの再構築」という視点から捉えることにある。彼らの活動内容を「伝統と交流」「受容と波及」「新しい美学の構築」という視点から整理したい。方法としては、亡命芸術家の対象範囲が広範であるため、まず亡命芸術家である「クルト・ヴァイル」の評伝の執筆を目指し、今回の研究ではそこに関わった人々を相対的に位置づけることを目指したい。23年度は、研究実施計画でも予定していたように「文献収集」を行った。特に、10月にドイツのマインツにある「キャバレー博物館」で、協力的な支援を得ることができ、大戦間のベルリンで活躍した芸術家たち、キャバレーの立役者たちの亡命以後の活動に関する貴重な記録を閲覧、収集することができた。

また、戦後1970年代にベルリンで開催された「亡命芸術家によるコンサート」や亡命芸術家に関する貴重な映像や作品などを実見することができた。マインツのキャバレー博物館での作業では文献収集のみならず、「Kelinkunst(小さい芸術、転じて大衆芸能)」と呼ばれるキャバレーが、ドイツの文化的アイデンティティのなかにどのように位置づけられていったのか、というプロセスを実感することができ、今後の研究に関する貴重な視点を与えてくれた。また、2011年10月のドイツでは、キャバレー文化のなかで生まれた音楽劇「三文オペラ」の多様な解釈による演出を実地調査した。この作業は、ヴァイルの評伝のなかで、キャバレー文化を位置づけるにあたって、重要な示唆に富むものであった。平成24年度は、最終年の25年度8月1日から1月31日まで神戸大学大学院人間発達環境学研究科から研究サバティカルを利用して、ハーバード大学音楽学部のキャロル・オジャ教授の下で亡命芸術家の活動に関する研究を集中して行うための環境を整えることに尽力した。平成23年度に行ったマインツ(ドイツ)のキャバレー博物館での資料収集の結果、亡命芸術家の研究は現地アメリカでの資料収集の必要性が不可欠だと感じたからである。この点においては、応募当初の研究実施計画を目的達成のために、軌道修正しなければならなかった。当初の計画のように順調に進んでいる点と、遅れていると考える点がある。順調な点は、ドイツのマインツ「キャバレー博物館」における調査で、ことのほか協力的な支援を得ることができたため、亡命芸術家の資料の把握に展望が生まれたためである。また、遅れている点はアメリカでの調査である。当初の計画では、23年度以内にアメリカで亡命芸術家、亡命キャバレーの資料を収集する予定であった。しかしながら、燃油加算税の高騰があり、予定していた予算では渡米できなかった。しかしながら、渡米前にある程度調査対象を絞り込めるという利点も感じている。渡米しての調査は、24年度の後半か25年度の前半には実施したい。現地での作業が肝要なため、今年度は研究成果に関してまとまった発表の機会をもつことはできなかった。次年度はミュージカル研究が進んでいるアメリカで、近年特にミュージカル研究に力を注いできたのがオジャ教授である。平成25年度の夏から半年をかけて、20世紀の前半にどのような大衆芸術をめぐる国際交流が行われたのかという視点で研究を進めたい。次年度はハーバード大学でも研究成果の発表を行う予定である。クルト・ヴァイルの評伝と、キャバレーを中心とした亡命芸術家の調査研究にはシナジー効果があるものの、時間的には24年度は評伝を執筆することを優先したい。そして、24年度の夏までに亡命芸術家の対象(人、作品、グループ)などを絞り込み、ヨーロッパ調査(マインツ、ベルリン、ウィーン)、渡米調査の準備をしたい。8月から1月31日までのアメリカへの渡航費用。その半年間に計画しているアメリカ国内での移動費用(ボストン-ワシントン、ボストン-ニューヨークなど)。現地での滞在費用。
吃音者における統合的アプローチの治療効果に関する研究

2017年7月、北里大学医学部・病院倫理委員会に承認を得た後同年9月から参加者のリクルートを開始した。2018年3月現在、50名の同意を得た。各参加者の初回評価を実施し、基本情報の収集を行った。リハビリテーションが継続された参加者については中間評価及び、最終評価を実施した。中間評価を実施した参加者のうち2例について統合的アプローチ開始前と3回実施後の文章音読時間を比較し、吃音・クラタリング世界合同会議(2018.7.13-16)にて演題発表を行った。音声は音響分析ソフトにて音声波形と広帯域スペクトログラムを用い、1音読部分2症状部分3休止部分(文節間の無音区間、文間の無音区間)の所要時間を計測した。治療開始前の吃頻度は症例1が7.7%、症例2が40.4%で、両例とも3回実施後には吃音症状が消失した。音読速度に変化はないが、休止回数が減少し、流暢性が促進された。また、文節間平均休止時間の短縮し、文間平均休止時間が延長した。その後、解析症例数を13例に増やし、多くの症例において、発話全体に占める症状時間率が減少し、休止回数が減少、文間平均休止時間が短縮することを確認した。2016年度は研究の実施にあたって、研究手続きに関しての関係部署内での調整や話し合い、倫理審査申請書の作成に多くの時間を費やしたため、研究の進度に若干の遅れが生じた。従って、2016年度に計画していた内容を2017年度に実施した。そのため、当初2017年度に実施予定であった内容の一部を2018年度に実施することとした。これにより、2017年度分の費用が2018年度に繰り越された。2019年度の予定は以下の通りである。1参加者のリクルートの継続2初回評価のデータ解析3中間評価のデータ解析4最終評価のデータ解析5統計学的解析・検討:統計学的解析はリハビリテーション実施後の吃症状を主要アウトカム評価項目として、リハビリテーション実施前後の吃頻度および吃症状持続時間を比較し、リハビリテーションの有効性を検討する。また、副次アウトカム評価項目を1治療効果に影響を及ぼす因子の推定2治療過程中評価からの予後予測の2点とする。吃音とは、音や語の繰り返し、ブロックと呼ばれる発話の中断などを主症状とする発話の障害の一つで、流暢なスピーチを達成する呼吸・発声・構音の協調性の破綻に起因することばの流暢性の障害と定義されている。成人の吃音者は発話や自身に対して無力感、欲求不満、怒り、絶望といった感情を抱くことが少なくない。こうした心理的負担は社会的な活動制限や参加制約を伴い、QOLの低下につながっている。本邦では言語聴覚士による成人吃音者のリハビリテーションを行う事ができる施設は少ない(原2009)。また、治療効果に関する研究は12症例を対象とした臨床的事例研究に限られており、エビデンスレベルの高いグループスタディは行われていない。そこで、本研究では多症例を対象に下記の2点を明らかにすることを目的として研究を進めている。1言語聴覚療法の有効性を明らかにする:吃音者に対し統合的アプローチを用いたリハビリテーションを実施し、実施前評価・中間評価・実施後評価を比較して、吃音の症状および吃音者自身の主観的な評価に変化がみられるのか、その変化はどの程度であるかを検証する。2治療効果に及ぼす影響を明らかにする:吃音者の吃音重症度およびその他の背景因子(性別、年齢、自己評価値、社交不安の程度など)とリハビリテーション実施期間・回数・症状の変化との関連性の有無を明らかにする。本研究を実施にするにあたって、平成28年度は主に文献等資料の収集、関係者との協議・相談、リハビリテーション実態の調査、倫理審査申請書の作成等を行った。平成28年度は研究の実施にあたって、その研究計画の策定・研究準備を中心に行った。主に、1研究手続き・流れに関して関係部署内での調整、話し合い2倫理審査申請書の作成に多くの時間を費やした。現在、対象者のリクルートを開始する準備が整い、倫理審査の申請中であるため、倫理審査の承認後には速やかに研究を推進することが可能である。吃音とは、音や語の繰り返し、ブロックと呼ばれる発話の中断などを主症状とする発話の障害の一つである。本邦では言語聴覚士による成人吃音者のリハビリテーションを行う事ができる施設は少なく、広く吃音者に効果的な言語聴覚療法を提供するまでには至っていない。今後の吃音臨床においてリハビリテーションの効率性を検証してリハビリテーションの質の向上を図るうえで、吃症状の改善の様相を明らかにすることは、吃音治療の重要な基礎データになると考えている。そこで、本研究は吃音者に対し統合的アプローチを用いたリハビリテーションを実施し、実施前評価・実施後評価を比較して、吃音の症状および吃音者自身の主観的な評価に変化がみられるのか、その変化はどの程度であるかを検証する。さらに、吃音者のリハビリテーション実施前の吃症状およびその他の背景因子(性別、年齢、自己評価値、社交不安の程度など)とリハビリテーション終了時の吃症状・リハビリテーション実施期間・回数との関連性の有無を明らかにすることを目的としている。

平成29年度は5月に北里大学医学部・病院倫理委員会に倫理審査を申請し、7月に承認を得た。8月下旬より参加者のリクルートを開始し、現在25名の同意を得た。各参加者の初回評価を実施し、基本情報の収集を行った。リハビリテーションが継続された参加者については中間評価を実施した。中間評価を実施した参加者のうち2例について統合的アプローチ開始前と3回実施後の文章音読時間を比較した。音声は音響分析ソフトにて音声波形と狭帯域スペクトログラムを用い、1音読部分2症状部分3休止部分(文節間の無音区間)の所要時間を計測した。治療開始前の吃頻度は症例1が7.7%、症例2が40.4%で、両例とも3回実施後には吃音症状が消失した。音読速度、1回の休止時間に変化はないが、休止回数が減少し、流暢性が促進された。研究参加者のリクルートを開始する時期が当初の予定より若干遅くなったため。参加者のリクルート開始後は順調に推移している。2017年7月、北里大学医学部・病院倫理委員会に承認を得た後同年9月から参加者のリクルートを開始した。2018年3月現在、50名の同意を得た。リハビリテーションが継続された参加者については中間評価及び、最終評価を実施した。中間評価を実施した参加者のうち2例について統合的アプローチ開始前と3回実施後の文章音読時間を比較し、吃音・クラタリング世界合同会議(2018.7.13-16)にて演題発表を行った。音声は音響分析ソフトにて音声波形と広帯域スペクトログラムを用い、1音読部分2症状部分3休止部分(文節間の無音区間、文間の無音区間)の所要時間を計測した。音読速度に変化はないが、休止回数が減少し、流暢性が促進された。また、文節間平均休止時間の短縮し、文間平均休止時間が延長した。その後、解析症例数を13例に増やし、多くの症例において、発話全体に占める症状時間率が減少し、休止回数が減少、文間平均休止時間が短縮することを確認した。2016年度は研究の実施にあたって、研究手続きに関しての関係部署内での調整や話し合い、倫理審査申請書の作成に多くの時間を費やしたため、研究の進度に若干の遅れが生じた。従って、2016年度に計画していた内容を2017年度に実施した。そのため、当初2017年度に実施予定であった内容の一部を2018年度に実施することとした。これにより、2017年度分の費用が2018年度に繰り越された。平成29年度北里大学医学部・病院倫理委員会に倫理審査承認後に1対象者のリクルート2対象者に関する基本情報の収集、初回評価およびリハビリテーション実施3回目終了時評価、リハビリテーション終了時評価の検査データの収集3リハビリテーションの実施に関するデータの収集4評価時に録音した録音データの解析を行う。1対象者のリクルート:対象者の選択基準は吃症状を主訴として北里大学東病院を受診し、吃音と診断された15歳以上の者。吃音の発症は学齢期以前である者とする。目標対象者数は50名である。2基本情報・評価の検査データの収集:基本情報として、年齢、性別、職業、主訴、発症時期、家族歴を収集する。検査は吃音症状の測定として「吃音検査」、吃音の自覚症状に関する調査として「吃音のある人の発話場面への反応に関する自己評定」、社交不安の評価として「Liebowitz
知識情報処理的手法を用いたDNAチップからの遺伝子ネットワーク解析

本年度の研究計画に基づいて以下のような研究業績をあげました。(1)DNAマイクロアレイによる大腸菌の遺伝子発現量測定DNAマイクロアレイを用いて、有機溶媒等大腸菌に有害と考えられる液体に接触させ、その際の遺伝子発現を測定した。この際、有機溶媒の種類などによって発現される遺伝子群に大きな違いが出ることが分かった。また、有機溶媒の毒性に対する耐性度のことなる大腸菌に種類を用意し、同一の有機溶媒に接触させると、同じ挙動をとるもの、大きく挙動が異なるものなどの遺伝子群が観察できた。(2)適応共鳴理論(ART)による発現遺伝子のグループ化(クラスタリング)酵母の胞子形成時の時系列マイクロアレイデータ(P.BrownらScience282,699-705(1998))に対して、従来から行われている統計的手法の階層的クラスタリング、k平均アルゴリズム、自己組織化ネットワークと今回あらたに適用するART(適用共鳴理論:知識情報処理手法の一つ)による解析を行った。これらの手法を先のデータに適応したところ、生化学的知見に基づく結果に最も近い結果が得られたのは、ARTであった。マイクロアレイ実験では、遺伝子の発現量に、0.5から2倍程度の誤差があると言われている。実際の実験データに人工的にこれらの範囲で誤差を加えたデータを作成し、前出の手法を適応した。ARTによって形成された遺伝子のグループは、人工的な誤差を加えない場合とほぼ同じ結果が得られたが、他の手法を用いた場合、人工的誤差を加えると遺伝子のグループは大きく異なるものとなった。このことから、ARTはマイクロアレイの遺伝子発現データのクラスタリング手法として、もっとも適した方法であることが確認できた。
「農業から非農業への構造転換による経済成長の分析」

農業から非農業への産業構造の転換を検証するために、本年度は、金融部門を新たにモデルに組んだ時の経済成長のメカニズムと産業構造の転換との関連性を検証する予定だった。しかし、前年度に行った研究の結果がすぐに出ることが期待できたため、こちらを完成させる方が、当初の目的を達成するには望ましいと考えた。そこで、前年度に行っていた「構造転換による経済成長と出生率に関する」研究を引き続き行った。本研究は、日本の出生率に関する研究である。過去100年の日本の出生率の推移を概観すると、戦前までは、出生率は、30‰-35‰の値を維持していた。しかし、戦後になると出生率は、急激に減少した。具体的には、1950年に、30‰を切り、1978年には、15‰を下回った。この減少のスピードは、諸外国と比べると際立っている。何故、日本の出生率が戦後に急激に減少したのかについては、未だに解明されていない。この要因として、「農業から非農業への構造転換」、「乳児死亡率」、そして、日本の農村部に浸透していた「家父長制度」を挙げ、前年度の反省から、モデルを再び構築し、シミュレーション分析を行ってみた。その結果、ある程度、日本の出生率の推移と整合的となる結果を得た。また、反仮想実験を試みた結果、「農業から非農業への構造転換」や乳児死亡率が出生率の急激な減少の主要因であることが分かった。一方で、家父長制度そのものは、あまり出生率に大きな影響を受けないことが分かった。この結果は、経済学的にとどまらず、歴史人口学の観点からも重要な貢献であると考える。なぜならば、この出生率の減少要因は、農業から非農業への構造転換にもたらされたという議論もある一方、家父長制度の廃止によって、もたらされたという議論も存在するからである。したがって、この研究は、その問題に一石を投じたという意味で、非常に意義のある研究といえる。農業から非農業への産業構造の転換を検証するために、本年度は、金融部門を新たにモデルに組んだ時の経済成長のメカニズムと産業構造の転換との関連性を検証する予定だったが、モデルの構築に苦戦しているため、まずは来年度に行う予定であった、「人的資本と農業から非農業への構造転換の関連性」の研究を行った。特に私は、「構造転換による経済成長と出生率に関する」研究に焦点をあてた。ある国に、技術革新が起こり、所得が上昇すると、初期には、多くの子供を育てることができるため、子供の数を増やす。しかし、所得が更に上昇すると、子供に投資する機会費用が大きくなるので、子供の数が減り、代わりに子供一人に宛てるコストが上昇する。このように経済成長により、出生率は一端上がるものの、段々と下がるのである。この関係性を日本の場合で応用したい。考えられる要因として、ます日本の1950年代からの急激な経済成長が考えられる。農業から非農業への構造変化の結果、非農業者の労働割合が上昇し、賃金が上昇する。この急な構造転換が、出生率の急激な減少をもたらすことは考えられる。しかし、出生率の突然の減少の要因は、これだけにとどまらない。例えば、乳児死亡率の急激な減少が挙けられる。乳児死亡率の減少で子供を失うリスクが軽減した結果、多くの子供を産む必要がなくなったということも一つの要因として考えうる。したがって、それらの要因をモデルの中に組み込み、それをシミュレーション分析することを通じて、どの要因が主要なものかを、検証する。

また、反仮想実験を試みた結果、「農業から非農業への構造転換」や乳児死亡率が出生率の急激な減少の主要因であることが分かった。一方で、家父長制度そのものは、あまり出生率に大きな影響を受けないことが分かった。この結果は、経済学的にとどまらず、歴史人口学の観点からも重要な貢献であると考える。なぜならば、この出生率の減少要因は、農業から非農業への構造転換にもたらされたという議論もある一方、家父長制度の廃止によって、もたらされたという議論も存在するからである。したがって、この研究は、その問題に一石を投じたという意味で、非常に意義のある研究といえる。様々な文献を読んで、戦後の急激な日本の出生率の要因を検証した結果、「農業から非農業への構造転換」、「乳児死亡率」、そして、日本の農村部に浸透していた「家父長制度」の崩壊の三つが主な要因であるという仮説をたてた。それを基にしてモデルを構築し、シミュレーションも試みた。このように、一連の過程を、この一年で行うことができたので、概ね順調だったと考える。シミュレーション分析を行ってみたものの、そのモデルで実際の日本の出生率の動向を説明することができなかった。その理由として、自身が構築したモデルに原因があると考えられる。特に、問題と考えるは、乳児死亡率の扱い方である。自身が構築したモデルで乳児死亡率を取り入れてみると、乳児死亡率が下がるほど、子供の出生率が上がるという結果を得られた。これは、実際のデータにあてはまるとは考えにくい。何故なら、多くの文献によると、乳児死亡率が下がれば下がる程、子供を早い時期に失くすリスクが軽減されるので、子供を多く生まなくなるという実証結果が得られているからである。したがって、この事項をどのようにモデルに当てはめていくかを考えることが、重要な課題である。
地域伝統構法を内包する木造住宅の耐震性能簡便判定方式開発と補強方式の実用化

1.北陸地域の伝統構法を内包する木造住宅について、その耐震性能に関わる構法の地域的特徴と年代的変遷を実地に調査し、その属性を典型化して、分類表示できるようにした。2.大工棟梁の技能や意識の聞き取り調査を北陸地域で行い、地方伝統木造建物の震害事例を収集調査し分析して、伝統構法の持つ耐震性のメカニズムを明らかにした。3.以上の結果を基に、伝統構法住宅の耐震特性を簡便に表現しうる構造解析用のモデルを提案した。4.前記のモデルによる地震力に対する詳細な保有耐力計算と簡便な地震応答解析を行い、その解析データを基に、伝統型木造建物の耐震能力を直接左右する構造要素を抽出し、その耐力評価を工夫して、主要構造体の耐震性能が想定した地震力に応じて簡便に評価できる診断法を提案した。5.さらに北陸地域において、構法の変質や住様式の現況の実態調査を行い、提案した診断法による適用結果と居住者のニーズに応じて選択が可能な、そして、平時の住生活も改善しうる、実用性の高い補強指針を構造部位毎に創案し、メニュー化した。6.最終的には、既存の木造住宅群を対象とした「地域の伝統構法を持つ在来木造住宅の耐震診断:改修指針とその解説」、及びこれから新築される木造住宅群を対象とした「高耐震住宅基準」の2つのマニュアルを作成した。これらはいずれも建築士・大工・施行現場管理者・施主・居住者の利用を前提として、多数の写真・図・イラスト等を活用して、わかりやすい内容と表現を心がけ、建築構造の耐震化にとどまらず、居住環境の改善をも提案した構成になっている。
トレリス符号化turbo符号の研究

Turbo符号・turbo復号は、ヨーロッパの移動体通信方式GSM等への応用を目的として提案された、誤り訂正符号化・復号方式である。信号対雑音電力比のきわめて低い場合も有効であるという報告から近年注目され、すでにLSI化等実用面での研究は進んでいるが、符号理論の立場から研究は遅れている。そこで本研究は、トレリス符号および畳込み符号を基礎符号に用いた、いわゆるturbo符号、すなわち並列連接符号の距離構造を解析し、より優れた符号構成を得る目的で進められた。より優れた符号構成を実現する例題として、符号化率1/3のturbo符号を構成を例題とし、(1)従来のturbo符号(同一符号化率1/2の畳込み符号2つを繰り返し利用し1ビットパンクチャにより得る方式;(2)符号化率1/3の最適畳み込み符号を用いる方式;(3)新しいturbo符号に適した符号を用いる方式を、様々なブロックサイズのインタリーブ;【2】均一インタリーブ;【2】;不均一インタリーブとの組み合わせを含めて検討した。その結果、これまで性能が良いとされている(1)と十分適切に構成された【2】の組み合わせと同等の性能を有する方式が(2)と【1】の組み合わせで実現できることが確認された。また、(3)で検討した方式により性能の劣化無く2つめの符号状態数を削減できる方式を導いた。最適性の証明は今後の課題であるがよい符号構成を得る指針を導いている。また、この結果の拡張として符号化多値変調に適するトレリス符号化Turbo符号の構成指針を導いている。
性行動と母性行動の発達における神経伝達物質、GABAの役割

神経伝達物質GABAは、脳の性分化において重要な役割を果たしている。ラット新生児や乳児にGABA受容体に作用する薬物の投与が、成育後における雄の性行動や雌の母性行動に影響を与えることが報告されている。これは、発達時期のGABAが、成長後の性行動や母性行動に深く関与していることを示唆している。一方、GABAは、グルタミン酸脱炭酸酵素によって合成され、小胞型GABAトランスポーター(VGAT)によってシナプス小胞に蓄積された後にカルシウム依存性にシナプス間隙に放出される。本研究では、雄の性行動と雌の母性行動発達におけるGABAの役割を明らかにする目的で、tetracycline-controlled transactivator(tTA)システムを利用した誘導型VGATノックアウトマウスの作成を目指した。また、個体におけるVGATの役割を明らかにする目的で、昨年度作成した完全型VGATノックアウトマウスを解析した。誘導型VGATノックアウトマウスの作成には、VGAT遺伝子にtTA2をノックインした遺伝子改変マウス(VGAT-tTA2マウス)が必要である。そこで、VGAT遺伝子エクソン1にtTA2をノックインしたターゲティングベクターをES細胞に導入した。G418選択培地で生育した120個のES細胞のクローンを単離し、サザン法を用いて検討した結果、14個のクローンで相同組み換え体であることが判明した。相同組み換え体のESクローンを用いて、キメラマウスを複数作成した。これらのキメラマウスを用いて、最終的に誘導型ノックアウトマウスを作成する。完全型VGATノックアウトマウス胎児についてサンプル数を多く解析した結果、全例で口蓋裂と膀帯ヘルニアを観察した。これらの結果は、口蓋や腹壁の形成にもVGATが関与することを示している。従って、雄の性行動と雌の母性行動を解析するには、口蓋や腹壁の形成に影響を与えない誘導型ノックアウトマウスの利用が有効であることを示唆している。ラット新生児にGABA受容体アゴニストのムシモールを投与すると、雄では成育後に性行動の低下と血清中のテストステロン濃度の減少が観察される(Silva et al.,1998)。ラット乳児にGABA受容体活性を増強させるジアゼパムを投与すると、雌では成育後に母性行動の低下が観察される(Del Cerro et al.,1995)。本研究では、雄の性行動と雌の母性行動発達におけるGABAの役割を明らかにする目的で、tetracycline-controlled transactivator (tTA)システムを利用した誘導型VGATノックアウトマウスの作成を目指した。また、GABA神経伝達におけるVGATの役割を明らかにする目的で、完全型VGATノックアウトマウスを作成・解析した。そこで、VGAT遺伝子エクソン1にtTA2をノックインしたターゲティングベクターを作成した。今後は、ES細胞にターゲティングベクターを導入し、相同組み換えのおこったESクローンを単離する。単離したES細胞を用いて、キメラマウスを作成し、最終的に誘導型ノックアウトマウスを作成する。VGAT遺伝子のエクソン2およびエクソン3を欠損させた完全型VGATノックアウトマウスを作成した。解析した結果、出生日付近での死亡が観察された。また、完全型VGATノックアウトマウス全例で、口蓋裂を観察した。口蓋裂は、GABA合成酵素やGABA受容体のノックアウトマウスでも観察されることから、VGATはGABA神経伝達を担うことが示された。

完全型VGATノックアウトマウス胎児についてサンプル数を多く解析した結果、全例で口蓋裂と膀帯ヘルニアを観察した。これらの結果は、口蓋や腹壁の形成にもVGATが関与することを示している。従って、雄の性行動と雌の母性行動を解析するには、口蓋や腹壁の形成に影響を与えない誘導型ノックアウトマウスの利用が有効であることを示唆している。
頸椎症性ミエロパチーのエビデンスに基づく電気生理学的診断法の確立

本研究では、欧米で発達してきた頚椎症性神経根障害(radiculopathy)の診断学に対し、日本でより多いと考えられる頚椎症性脊髄障害(myelopathy)の診断学を確立することを目標とした。このために、1.体性感覚誘発電位(SEP)、神経伝導検査(NCS)などの正常植の確立、2、頚椎症に紛らわしい諸疾患の診断法の確立、3.頚椎症の針筋電図(NEE)、SEPデータの収集と診断法の確立などの側面についての研究を行った。得られた研究成果としては、1.に関しては、下肢脛骨神経刺激SEPについて健常者65人のデータを収集し、年齢・身長などの被検者要因を考慮した正常上下限値を提示した。正中神経SEPのN10成分の起源を解明した。また、NCSにおいては、外側前腕皮神経(LAC)の感覚神経伝導検査における新たなpitfallを見出した。2.に関しては、頚椎症の鑑別診断として頻度の高い手根管症候群(CTS)評価のためのNCSにおける新たなpitfallの発見、胸骨正中切開術後のC8神経根障害例の、電気生理学的手法を駆使しての本邦で初めての報告、ヒステリー性の下肢一側麻痺を器質的な麻痺と鑑別するための新たな神経学的徴候の発見、脊髄癆の初発病変部位の脛骨神経SEPを用いた確定、鎖骨下腕神経叢において伝導ブロックが証明された神経痛性筋萎縮症症例の報告など、種々の成果を得た。3.に関しては、4年間で約120例の頚椎症患者の針筋電図記録を保存し、その所見のデータベース化を進めている。また約50例の頚椎症患者の上下肢SEPを前向き手法で収集した。これらについてはデータ量が膨大であるので、今後解析を進めて、上下肢SEPの頚椎症性脊髄症の異常検出の感受性についての検討、頚椎症性脊髄症の筋障害分布についての検討、ALSとの比較における特にfasciculationの診断的意義についての研究などを遂行する予定である。その他、研究代表者園生は、当該分野に関係する数多くの綜説論文執筆、講演などを行なった。本年度より、頚椎症・ALS症例の針筋電図のデータ収集を開始し、頚椎症患者15例、ALS患者6例の針筋電図記録をDATテープに保存し、将来の解析に備えた。また、針筋電図所見データベースの設計を完了し、アルバイト者(関口氏)の手伝いを得て、データベースのデータ入力を開始したところである。SEPについては、研究協力者二浦孝顕の協力を得て、脛骨神経SEPの健常者65名のデータ収集を完了したので、それについて身長・年齢・性などの被検者要因を説明変数とする重回帰を用いた統計学的解析を行った。これより被検者の身長・年齢などの値から脛骨神経SEP各成分の潜時や振幅の正常値を求めるノモグラムを確立した。このような厳密な正常値の報告は過去にないものである。また、1991年に園生が新たに報告した、脛骨神経SEPのP15成分が、高齢者においても安定して出現し、末梢神経・脊髄疾患を評価する指標として極めて有用に用いることができることが確認できた。以上の研究成果は雑誌Clinical Neurophysiologyにacceptされ掲載予定である。この成果は今後の頚椎症患者の評価に利用できるものと考える。

また、所澤・園生は頚椎症と手根管症候群などの末梢性ニューロパチーとの鑑別において有用な検査である、正中神経の感覚神経伝導検査において、橈骨神経SNAPの波及という新たなpitfallを発見し、これについて報告した。研究協力者澤田幹雄(自治医科大学神経内科)と園生らは、頚椎症やALSと多巣性運動ニューロパチーとの鑑別に運動神経伝導検査のA波が有用であることを報告した。本年度も、頚椎症・ALS症例の針筋電図のデータ収集を継続し、頚椎症患者約20例、ALS患者5例の針筋電図記録をDATテープに保存し、将来の解析に備えた。また、アルバイト者(関口氏)の協力を得て、針筋電図所見データベースのデータ入力を進めている。SEPについては、昨年度報告したように、研究協力者三浦孝顕の協力を得て構築した、脛骨神経SEPの正常範囲構築という研究成果が、雑誌Clinical Neurophysiologyに掲載された。また、SEPの頚椎近辺で発生する成分のひとつにN10成分というものがあるが、これは従来正中神経に含まれる運動成分起原であるという説が提唱されていたが、我々はこれが、ALS患者においても保たれることを見出し、正中神経が椎間孔に入る部分で生成されるjunctional potentialであるという新しい説を提唱して、現在雑誌Clinical Neurophysiologyに投稿中である。畑中・園生らは脳死昏睡患者におけるSEP所見についての解析を進め、脳死判定における有用性を示すと共に、脳死においても残存するP13様電位が実は下部頚髄起原であることも強調してきた。これらの成果を発表した論文が和文雑誌に掲載されている。これらの成果は今後の頚椎症患者の評価に利用できるものと考える。2003年9月にサンフランシスコで開かれた国際臨床神経生理学会に園生、畑中は本科研費の援助を得て出席し、下肢SEPの正常値、脳死におけるSEPや所見など、計6個の演題を発表した。その他、研究代表者園生は、頚椎症の電気生理所見、針筋電図、SEPなどについてのReviewを多数執筆した。本年度も、頚椎症・ALS症例の針筋電図のデータ収集を継続し、頚椎症患者約25例、ALS患者10例の針筋電図記録をDATテープに保存し、将来の解析に備えた。SEPについては、昨年度報告したように、正中神経SEPの頚椎近辺で発生するN10成分が従来言われているような運動成分起原ではなく、ALS患者においても保たれることから、正中神経が椎間孔に入る部分で生成されるjunctional potentialであるという新説を提唱した論文が、雑誌Clinical Neurophysiologyに掲載された。また、古典的脊髄疾患として重要な脊髄癆の最初の病変部位については議論があり、まだ結論が出ていなかったが、脛骨神経SEPを用いて脊髄癆症例の障害部位を決定した論文が、雑誌Neurologyに掲載予定である。また、正中神経SEPの最適刺激方法についての論文も雑誌J Clin Neurophysiolに掲載予定である。これらの成果は今後の頚椎症患者の評価に利用できるものである。2005年2月にタイのチェンマイで開かれたアジアオセアニア臨床神経生理学会に、園生は本科研費の援助を得て出席し、脊髄癆の病変部位の決定、髄膜癌腫症の病変部位の決定、糖尿病性ニューロパチーの伝導障害の特徴など、計5個の演題を発表した。その他、研究代表者園生は、SEP、神経伝導検査などに関連するReviewを多数執筆した。本年度も、頚椎症・ALS症例の針筋電図のデータ収集を継続し、頚椎症患者約15例、ALS患者8例の針筋電図記録を行い、またDATテープに保存した。
アジア地域農村におけるハイブリッド型貧困削減戦略に関する行動経済学的研究

アジアの発展途上国農村における貧困削減・緩和を目的とした各種プロジェクトの有効性を向上させるために、在来のインフォーマルな相互扶助制度の原理の活用可能性について、実態調査や実験ゲームの手法を用いて調査・分析し、インフォーマル制度は、予想されたより、重要な役割を果たさないかもしれないことを明らかにした。昨年度は、インドネシア、カンボジア、フィリピン、インド、ネパール、中国において、貧困削減、貧困緩和のためのプログラム、および、それと関連した、インフォーマルな制度・慣行の実態と、それらの貧困削減・緩和への効果とメカニズムについて、調査・研究を実施した。主要な研究成果は、以下のとおりである。1.インド・タミルナードゥ州で実施されているSHGの貧困削減効果について調査を実施し、加入率が高く融資が農業や家畜の購入に利用されていることから、ある程度の効果は認められるものの、最貧困家計への影響は不透明であることが明らかとなった。2.インドネシア・中部ジャワ農村地帯の分益小作慣行が、従来の、期待効用仮説に依拠した分益小作に関するリスク・シェアリング仮説では説明できないことを明らかにし、プロスペクト理論にもとづく理論仮説の方が、ジャワ農村の現実を、より良く説明できることを、フィールド実験の結果を用いて実証した。3.カンボジア・タケオ州において、村レベルでの募金活動(困窮者扶助のための)に関する聞き取り調査を実施し、多くの村で募金者の名前を記録していること、および、誰でも支援対象となっていることから、人々が募金に参加する主な動機が、利他心よりは、将来の返礼も期待して、すなわち、互酬にあることが明らかとなった。4.インドネシア・中部ジャワ農村において観察される"ROSCA"の実態を、最貧困層の社会的ネットワーク、危険回避性向という視点から説明を試み、最貧困層への融資に関して、相互扶助的ネットワークの貢献よりも、貧困家計のリスク回避度が、大きな影響を持つことを明らかにした。以上のほか、以下で示すように、多くの研究成果が得られ、一部は、雑誌論文、学会報告などの形で、すでに公表されている。昨年度は、インド;西ベンガル州、タミルナドゥ州、インドネシア;中部ジャワ州、東部ジャワ州、カンボジア;タケオ州、コンポンスプー州、中国;北京市郊外、山東省、ネパール;チトワン見、フィリピン;ヌエバエシハ州、ラオス;ボロベン高原において、以下のような、貧困削減戦略に関連する研究課題について調査研究を実施した。1.農業の技術選択とリスク選好、時間選好、および、信用制約、社会的ネットワークとの関係について、インド・西ベンガル州、ラオス・ボロベン高原で聞き取り調査を実施した。2.ショックに対する影響を緩和するためのインフォーマルな融資・贈与行動について、社会的ネットワーク、出稼ぎ、募金活動および、カースト制度に着目し、インド・西ベンガル州、カンボジア・タケオ州、コンポンスプー州で現地調査を実施した。3.中国の農民専業合作社による地域経営型の農家楽に基づく山間農村の貧困削減戦略についての実態調査を、北京市郊外で実施した。4.インドにおけるマイクロファイナンス事業の一つであるSHG(Self Help Group)が貧困層の所得向上にどのような役割を果たしているのかについて、タミルナドゥ州で調査を実施した。5.ショックに脆弱な貧困層の食糧確保の問題が深刻なネパールにおいて、農家レベルの食糧安全保障に関連するデータを、実態調査により収集した。6.インドネシア東部ジャワ州貧困畑作地帯において、貧困層の所得向上に重要な役割を果たすことが期待される畜産についての調査を実施した。以上の調査研究の成果は、研究発表欄で示すように、学術雑誌、学会等で公表されている。平成23年度の主要な研究成果は、以下のとおりである。1.インドにおける食用穀物の公的分配システムが、貧困層の栄養摂取に、どのような影響を与えるかについて、アンドラ・プラデーシュ州における家計調査のデータを利用して計量分析を行い、公的分配システムによる分配への外生的制約が、穀物購入数量に有意な影響を与えていないことを示した。本研究は、従来、あまり注目されてこなかった公的分配システムの問題点に踏み込んだ研究と意義は大きい。2.中国北京市郊外において発展しつつある郷村観光法人(合作社と有限会社)を比較し、農家楽に従事する住民の割合、リーダーの性格、設立の目的などが、組織形態の相違をもたらした要因であることを明らかにした。本研究は、中国における地域資源利用型農村振興を考える上で、重要な貢献といえる。3.中国においては、礼をはじめとする儒教倫理にもとづく社会関係資本の蓄積が、農地流動化の決定因として重要な役割を果たしているという仮説を立て、中国湖南省における実態調査にもとづき、社会的要因による取引費用が農地流動化の阻害要因となっていることを明らかにした。本研究は、中国における農地流動化と社会関係資本との関係を分析した独自性のある研究である。4.カンボジア農村における子供の健康・栄養状態と、予期できない種々のショックとの間の関係を、実態調査により収集したデータにもとづき分析し、家計員の疾病や農作物被害などのショックによる影響は認められず、失業や資産の盗難などの経済的ショックによる影響が深刻であることを示した。本研究は、カンボジア農村で、子供の健康とショックとの関係を分析した初めての研究である。
魚類病原微生物に対するモノクローン抗体の開発とその応用に関する研究

本研究では魚類感染症診断の血清学的手法に不可欠な高力価で特異性の高い抗血清を得る方法として,最近確立された細胞融合法によるモノクローン抗体産生技術を取り入れ,特異生の高いモノクローン抗体産生技術を確立し得られたモノクローン抗体の魚類感染症研究やその診断への応用を目的とした.(1)先ずIPNV(VR-299)で免疫したマウスの脾臓細胞とマススミエローマを融合させ,最終的に良好なハイブリドーマ1株を得た.産生するモノクローナル抗体(C-1)はサブクラスが1gG1であり,かつ中和能も有した.蛍光抗体法及び酵素抗体法では特に腹水抗体が極めて高い力価を示し,加えてポリクローナル抗体使用時に見られる非特異的な反応が全くみられないことから極めて有効な抗体であることを明らかにした.(2)IPNV20株および他の魚類病原ウイルスを対象に, coagglutination testおよび蛍光抗体法を用いてc-1抗体の特異性を検討した結果,供試したIPNVはBuh1株を除きすべて反応陽性となった.しかし他の魚類病原ウイルスは両方法ともに陰性であった.(3)C-1モノクローナル抗体はIPNVに共通して見られるβポリペプチドを抗原として認識していることを明らかにした.(4)C-1モノクローナル抗体のIPN迅速診断への応用の可能性を検討した結果, coagglutination testによる病魚材料中のIPNV抗原の直接検出が可能であり,また感度もかなり高いことが明らかになった.(5)A.salmonicidaに対して6株のハイブリドーマ, R.salmoninarumに対して4株のハイブリドーマを得たがいずれも継代2-3回で抗体産生能を消失し,この点は今後の課題となった.(6)サケ科魚類の病原ウイルスIHNVおよびヒラメのラブドウイルス感染症原因ウイルスHRVに対するモノクローナル抗体産生ハクブリドーマの樹立も試みたが,ともに樹立には至らなかった.本研究では魚類感染症診断の血清学的手法に不可欠な高力価で特異性の高い抗血清を得る方法として,最近確立された細胞融合法によるモノクローン抗体産生技術を取り入れ,特異生の高いモノクローン抗体産生技術を確立し得られたモノクローン抗体の魚類感染症研究やその診断への応用を目的とした.(1)先ずIPNV(VR-299)で免疫したマウスの脾臓細胞とマススミエローマを融合させ,最終的に良好なハイブリドーマ1株を得た.産生するモノクローナル抗体(C-1)はサブクラスが1gG1であり,かつ中和能も有した.蛍光抗体法及び酵素抗体法では特に腹水抗体が極めて高い力価を示し,加えてポリクローナル抗体使用時に見られる非特異的な反応が全くみられないことから極めて有効な抗体であることを明らかにした.(2)IPNV20株および他の魚類病原ウイルスを対象に, coagglutination testおよび蛍光抗体法を用いてc-1抗体の特異性を検討した結果,供試したIPNVはBuh1株を除きすべて反応陽性となった.しかし他の魚類病原ウイルスは両方法ともに陰性であった.(3)C-1モノクローナル抗体はIPNVに共通して見られるβポリペプチドを抗原として認識していることを明らかにした.(4)C-1モノクローナル抗体のIPN迅速診断への応用の可能性を検討した結果, coagglutination testによる病魚材料中のIPNV抗原の直接検出が可能であり,また感度もかなり高いことが明らかになった.(5)A.salmonicidaに対して6株のハイブリドーマ, R.salmoninarumに対して4株のハイブリドーマを得たがいずれも継代2-3回で抗体産生能を消失し,この点は今後の課題となった.(6)サケ科魚類の病原ウイルスIHNVおよびヒラメのラブドウイルス感染症原因ウイルスHRVに対するモノクローナル抗体産生ハクブリドーマの樹立も試みたが,ともに樹立には至らなかった.昨年度の本研究で従来の家兎抗血清に代わるモノクローナル抗体の開発に着手し、サケ科魚類の伝染性膵臓壊死症ウイルスIPNVに対する抗体産生ハイブリドーマの樹立に成功した。得られたモノクローナル抗体(C-1)は免疫グロブリンのサブクラスがIg【G_1】であり、高い蛍光抗体価、酵素抗体価を有し、認識抗原がIPNV構造蛋白のうちβ蛋白であること、共同凝集反応や蛍光抗体法、酵素抗体法との組合せによりIPN診断が可能であることなどを明らかにした。今年度は他の魚類病原ウイルスおよび細菌に対するモノクローナル抗体の開発を試みると共に、昨年度得られたC-1モノクローナル抗体の反応特異性をさらに検討し、病魚を対象にIPNV診断への応用の可能性を検討した。得られた成果は以下の通りである。1)本C-1モノクローナル抗体を用いた蛍光抗体法,酵素抗体法,共同凝集反応によりポリクローナル抗体による血清型別で3型のあることが知られているIPNVの各血清型の代表株は血清学的に全く共通のβ蛋白を抗原として保有することが明らかとなった。2)したがって本C-1モノクローナル抗体はIPNV株間の型別等には利用できているものの、IPNVβ蛋白に極めて特異性が高いことからIPN症の直後診断に有効であることが明かとなった。3)C-1モノクローナル抗体を用いた蛍光抗体法で病魚スタンプ標本の組織中に明瞭なIPNV抗原の染色像がみられ、内臓抽出液を抗原とした共同凝集反応でも30分間の反応で陽性を示し、ポリクローナル抗体を用いた従来法に較べ感度が極めて高くなった。

4)他の魚類病原ウイルスおよび細菌に対するモノクローナル抗体の開発を試みたところ、抗体産生ハイブリドーマは多数得られるものの、安定的に抗体を生産する細胞の樹立には至っていない。
化学・放射線療法が必要な若年女性患者の卵巣機能温存のための卵巣凍結保存技術の確立

(1)CASを用いて凍結したマウス卵巣の生殖能力の検討。Green Fluorescent Protein(GFP)を全身に発現するトランスジェニックマウスから卵巣を摘出、凍結する技術を確立した。また、1週間マイナス80度にて保存した後、融解し、野生型レシピエントマウスへ他家移植する技術もほぼ確立した。(2)CASを用いて凍結したマウス卵子、顆粒膜細胞、莢膜細胞の細胞膜の形態的変化の検討。CASを用いて凍結・融解した卵巣を透過型電子顕微鏡で観察する方法を検討中である。(3)CASを用いて凍結・融解したマウス卵子のアクチン細胞骨格と微小管の観察。CASを用いて凍結・融解した卵巣の切片を4%パラホルムアルデヒドで固定し、ファロイディンでアクチンを染色し、コンフォーカル顕微鏡で観察した。凍結していないコントロールの卵巣と今のところ細胞骨格に違いを認めず、凍結の細胞骨格への影響は少ないと考えている。(4)CASで凍結したマウス卵巣から顆粒膜細胞の分離、初代培養。レシピエントマウスを過排卵処理したのち、屠殺、開腹し、卵管より顆粒膜細胞と卵を回収し、ピペットで顆粒膜細胞と卵を分離した後、遠心分離して顆粒膜細胞のみを回収することに成功した。今後はフローサイトメトリーでGFPが蛍光された顆粒膜細胞のみを回収し、血清を添加した培養液で初代培養する。すなわち、CASで凍結した顆粒膜細胞のみを回収する技術を確立中である。(1)CASを用いて凍結したマウス卵巣の生殖能力の検討Green Fluorescent Protein(GFP)を全身に発現するトランスジェニックマウスから卵巣を摘出、凍結する技術を検討、確立中である。また、1週間マイナス80度にて保存した後、融解し、野生型レシピエントマウスへ他家移植する技術も現在確立中である。(2)CASを用いて凍結したマウス卵子、顆粒膜細胞、莢膜細胞の細胞膜の形態的変化の検討CASを用いて凍結・融解した卵巣を透過型電子顕微鏡で観察する方法を検討中である。(3)CASを用いて凍結・融解したマウス卵子のアクチン細胞骨格と微小管の観察CASを用いて凍結・融解した卵巣の切片を4%パラホルムアルデヒドで固定し、ファロイディンでアクチンを染色し、コンフォーカル顕微鏡で観察中である。(4)CASで凍結したマウス卵巣から顆粒膜細胞の分離、初代培養レシピエントマウスを過排卵処理したのち、屠殺、開腹し、卵管より顆粒膜細胞と卵を回収し、ピペットで顆粒膜細胞と卵を分離した後、遠心分離して顆粒膜細胞のみを回収することに成功した。すなわち、CASで凍結した顆粒膜細胞のみを回収する技術を確立する。
PIV法および直接数値計算法による流砂のマイクロメカニクスの解明

本研究は、流砂のマイクロメカニクスを解明するに当たり、次の三つの課題に焦点を絞り、これらを推進している。(1)乱流と粒子運動のシミュレーション法の開発・検証、(2)force-momentマイクロセンサの開発・検証、(3)流砂の微視的挙動の解明。課題(1)では、流水中の粒子間接触力に関する合理的なモデルを導入する必要がある。そのため、沈降する球形粒子とステンレス版の水中反発係数を測定し、それが表面粗さによって弱まることがわかった。また、同じ実験材料を用いて空気中の反発係数を測定した結果、粗さの影響は水中と同程度であった。したがって、衝突中接触している凹凸の間の液体の粘性よりも、凹凸の塑性変形などに伴う散逸が支配的であることが結論となる。DNSに関する梶島の手法に対しては、粒子の加逮度を正しく計算するような計算法を提案している。課題(2)においては、水路床の粒子に働く力およびモーメントのすべての成分を測定できるピエゾ抵抗型マイクロセンサを開水路床に設置し、再現性のある信号を得た。また、センサーチップの設計を改善した結果、S/Nのより高い装置を実現できた。課題(3)に関しては、滑面開水路における等流乱流の数値シミュレーションを行い、河床に設置した半球に働く流体力を梶島法で計算した結果、抗力と揚力の相関が非常に高く、また、それらと周りの主流速度成分の相関が高いことがわかった。また、縦渦の高さより小さい粒子(d+=12)に働く流体力の統計特性は大きい粒子と比べて随分違うことを明らかにした。(1)乱流と粒子運動のシミュレーション法の開発、検証、(2)力・モーメントマイクロセンサの開発、検証、(3)流砂の微視的挙動の解明。課題(1)に対し、流水中の粒子間接触力、特に粘性に伴う成分、の物理的な解明は送れており、数値計算においては合理的なモデルを導入する必要がある。その実験的な検討として水槽の河床にステンレス板を水平において、ガラス球を静水中に落として、反発係数を観察した。ステンレス板の粗さを0.28micronから105 micronまで変化させた結果、反発係数は粗さに伴って低くなることがわかった。一方、過去のモデル化式(たとえばBarnocky and Davis,1988)によれば、粗さは反発を強める傾向である。従って、それらのモデルに対しては粗さ凹凸におけるエネルギー散逸を追加する必要があることが明確になっている。また、開水路の河床に半球を設置し、Stereo PIVによってその乱流後流を横断面において流速3成分の測定を行っている。このデータとシミュレーション結果を比較することによって、梶島の手法による粒子、乱流の相対作用を検証する。課題(2)においては、水路床の粒子に働く力およびモーメントのすべての成分を測定できるピエゾ抵抗型マイクロセンサを作成した。Calibrationを行った結果、レスポンスが線形的であり、crosstalkが低い。これから水流にセンサーを設置し、それに伴う実用的な課題を対応する。課題(3)に関しては、横断面におけるStereoPIV実験および数値シミュレーションによって、粒子が運動を開始するときに最も影響のある乱流イベントがsweepであること、またそれのスケールが粒子の大きさに伴うことが確認された。

そのため、昨年度においては沈降する球形粒子とステンレス版の水中反発係数が表面粗さによって弱まることがわかった。今年、同じ実験材料を用いて空気中の反発係数を測定した結果、粗さの影響は水中と同程度であった。したがって、衝突中接触している凹凸の間の液体の粘性よりも・凹凸の塑性変形などに伴う散逸が支配的であることが結論となる。DNSに関する梶島の手法に対しては、粒子の加速度を正しく計算するような計算法を提案している。また、シミュレーションコードのOpen MP下の並列化を行った結果、16ノードのクラスターにおける計算時間はsingle processorと比べてほぼ1/10になっている。課題(2)においては、水路床の粒子に働く力およびモーメントのすべての成分を測定できるピエゾ抵抗型マイクロセンサを開水路床に設置し、再現性のある信号を得た。また、センサーチップの設計を改善した結果、S/Nのより高い装置を実現できた。課題(3)に関しては、滑面開水路における等流乱流の数値シミュレーションを行い、河床に設置した半球に働く流体力を梶島法で計算した結果、抗力と揚力の相関が非常に高く、また、それらと周りの主流速度成分の相関が高いことがわかった。また、縦渦の高さより小さい粒子(d+=12)に働く流体力の統計特性は大きい粒子と比べて随分違うことを明らかにした。