hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
可積分性にみるアファイン微分幾何と射影微分幾何の共鳴

アファイン球面に展開可能な不定値射影曲面をある種のアインシュタイン条件をみたす余次元2のアファイン空間への持ち上げをもつものとして特徴付けた。3次形式やそのトレースレス部分が誘導接続に関して平行、或いは再帰的な非退化中心アファイン曲面を決定した。中心写像が1点または曲線となる、或いは原点を通る平面の一部となるという幾何学的な条件を満たす非退化中心アファイン線織面を決定した。余等質性1の原点を中心とする固有アファイン球面を特徴付け、中心アファイン計量の曲率が一定となる余等質性1の中心アファイン極小曲面を分類した。アファイン空間への余次元2のアファインはめ込みは2つの横断的ベクトル場を必要とするが、その内の1つとしてよく用いられるものは位置ベクトル場である。位置ベクトル場を横断的ベクトル場の1つとして選ぶ余次元2のアファインはめ込みは余次元2の中心アファインはめ込みと呼ばれる。平成26年度の研究では、射影超曲面が局所的に余次元2のアファイン空間へ持ち上げられることに注目し、射影超曲面と余次元2の中心アファインはめ込みとの関連を問題にし、このような観点から比較的話が上手く進むと思われる野水克己、佐々木武により導入された前正規化されたブラシュケはめ込みを考えた。3次元実射影空間内の不定値射影曲面の典型的な例として、アファイン球面や展開可能曲面といったものが古くから知られているが、平成26年度の主要な結果として、3次元実射影空間内のアファイン球面に展開可能な不定値射影曲面が誘導接続のリッチテンソルが前正規化されたブラシュケ計量の定数倍となるというアインシュタイン条件をみたすような余次元2のアファイン空間への持ち上げをもつものとして特徴付けられることが分かった。また、前正規化されたブラシュケはめ込みに対する中心アファイン極小性の概念が古畑仁によって与えられており、前正規化されたブラシュケはめ込みが中心アファイン極小であることと対応するアファイン型作用素のトレースが消えることが同値であることが知られている。そこで、不定値射影曲面の前正規化されたブラシュケはめ込みに対するアファイン型作用素やそのトレースが消えるための条件について、射影曲面の典型的な例である線織面、一致曲面、2つの漸近線が線形複体に属する曲面などを対象に調べた。アファイン空間内の超曲面に対しては、3次形式が重要な不変量の一つである。例えば、等積アファイン微分幾何においては、2次曲面は3次形式が消える非退化超曲面として特徴付けられ、この事実はピック・ベアワルトの定理として知られている。一方、中心アファイン微分幾何においては、3次形式が中心アファイン計量のレビ・チビタ接続に関して平行な非退化超曲面については、ジョルダン代数を用いた分類が最近になって知られるようになったが、誘導接続に関して平行な場合については、対応する偏微分方程式はかなり複雑なものとなる。そこで、平成27年度の研究では、非退化な中心アファイン曲面を3次形式と誘導接続を用いて、特徴付けることを試みた。主結果として、3次形式が誘導接続に関して平行な非退化中心アファイン曲面は原点を中心とする楕円面または双曲面の一部となること、3次形式のトレースレス部分が誘導接続に関して再帰的な非退化中心アファイン曲面は研究代表者が以前の研究で見つけたピック不変量が消え、中心アファイン計量の曲率が1となる中心アファイン極小な線織面の一部となることが分かった。なお、この線織面は研究代表者の別の以前の研究により、射影曲面とみなしたとき、中心アファイン曲面としての随伴曲面がすべて射影極小であるという性質ももっている。一方、上記研究と平行して、アファイン空間内の中心アファイン曲線に対して、中心アファイン弧長を汎関数とする変分問題についても考察し、このような変分問題の解はアファイン空間の次元に依らず、曲率が一定となることが分かった。しかしながら、ユークリッド空間内の曲線の場合と異なり、中心アファイン弧長を用いることにより、アファイン空間に距離を入れることはできないため、このような観点からどのような興味深い幾何的構造が得られるのかについては、今後の課題としたい。平成27年度の研究では、平成26年度までの研究では取り上げてこなかった2つのアプローチを用いることにより、アファイン微分幾何における新たな結果を得ることに成功し、その内の一つは研究代表者が以前の研究で得ていた射影微分幾何と関連する結果とも繋がるものであることが分かった。新たな興味深い課題も得られ、研究の進展も期待されることから、このように評価する。ユークリッド微分幾何では、ユークリッド空間内の超球面は型作用素が零ではないスカラー作用素となる超曲面として特徴付けられ、そのすべての法ベクトルは中心を通る。この類似として、アファイン微分幾何ではブラシュケ法ベクトル場を横断的ベクトル場として選ぶことにより、アファイン型作用素が零ではないスカラー作用素となるアファイン空間内のアファイン超曲面として固有なアファイン超球面が定義され、そのすべてのブラシュケ法ベクトルは中心とよばれる1点を通ることが知られている。そして、更にアファイン超球面に対する中心の概念はアファイン超曲面に対する中心写像へと一般化することができる。中心写像は中心アファイン微分幾何との相性が良く、例えば、非退化中心アファイン超曲面に対して、自己合同となる、すなわち、中心写像が元の超曲面と中心アファイン合同になるならば、チェビシェフ作用素は消えることが知られており、また、定値中心アファイン曲面の場合にはその逆も成り立つことが知られている。

そこで、平成28年度の研究では、非退化中心アファイン線織面に対する中心写像について考察し、特に、中心写像が1点または曲線となる、あるいは、原点を通る平面の一部となるという幾何学的な条件を満たすような非退化中心アファイン線織面を決定した。その中で、前者の条件の下では、中心アファイン計量の曲率が1でピック関数が消える中心アファイン極小曲面が得られ、後者の条件の下では、不定値な場合に上述の自己合同性に関する逆問題の反例の一つとして知られていた線織面が得られた。中心写像については具体的な計算が必要とされることが多いこともあり、本研究課題の遂行開始から平成27年度までは対象とはしてこなかったが、平成28年度で改めて考察することにより、射影微分幾何とも関連する線織面を幾何学的に特徴付けることに成功し、興味深い結果が得られたと言える。また、その他の幾何学的条件の下での特徴付けや高次元化など、今後の更なる研究の進展も期待されることから、このように評価する。ユークリッド微分幾何ではカテノイドや平面は回転面となる極小曲面として特徴付けられることが基本的な事実として知られているが、アファイン微分幾何においても対応する結果を得ることは基本的かつ自然な問題である。例えば、関連する先行研究では等積アファイン回転面とよばれるブラシュケ曲面が中心アファイン微分幾何との関連も含めて調べられている。そこで、平成29年度の研究では曲線の原点を固定する等積アファイン変換群の1径数部分群による軌道として表される、余等質性1の中心アファイン曲面について考察した。特に、曲線が1つの直線を含む平面上にあり、1径数部分群がその直線を固定する場合、このような曲面は中心アファイン微分幾何における回転面とよぶべきものとなる。例えば、原点を中心とする固有アファイン球面は中心アファイン計量が平坦ならば余等質性1であることが直ちに分かるが、余等質性1の中心アファイン曲面が漸近線座標、或いは複素座標を用いて標準形とでもよぶべき特別な表示をもつことを用いて、その他に中心アファイン計量が平坦でない場合についても余等質性1の原点を中心とする固有アファイン球面を特徴付けることに成功した。また、ユークリッド微分幾何における極小曲面の中心アファイン微分幾何版といえる中心アファイン極小曲面はかなり大きな曲面族であるが、余等質性1の中心アファイン極小曲面について中心アファイン計量の曲率が一定となるものを分類した。アファイン球面に展開可能な不定値射影曲面をある種のアインシュタイン条件をみたす余次元2のアファイン空間への持ち上げをもつものとして特徴付けた。3次形式やそのトレースレス部分が誘導接続に関して平行、或いは再帰的な非退化中心アファイン曲面を決定した。中心写像が1点または曲線となる、或いは原点を通る平面の一部となるという幾何学的な条件を満たす非退化中心アファイン線織面を決定した。余等質性1の原点を中心とする固有アファイン球面を特徴付け、中心アファイン計量の曲率が一定となる余等質性1の中心アファイン極小曲面を分類した。
膀胱壁の感染防御機構の研究

感染防御にとって、細胞の粘膜への付着が極めて大切である。そこで、以下細胞の付着性と粘膜の細胞付着に対する受容性を検討した。【◯!1】ラット膀胱炎の走査電顕による経時的観察:膀胱内注入細胞の多くは4時間までは腔内を浮遊しており、粘膜への付着は少ない。即ち、この期間に排尿することが感染防御上大変重要である。8時間後になると、粘膜上皮の膨化、剥離と多数の細胞の粘膜への付着がみられる。同時に多数の白血球が細胞貪食を開始し、多数の赤血球は多数の細胞を取り込みながら大きな集塊を作る。この赤血球の集塊は、細胞の粘膜への付着を防ぐと同時に、細胞が排尿により排泄されるのに好都合である。即ち、赤血球は膀胱内で掃除屋的役割をしているといえる。【◯!2】急性膀胱炎患者のP式血液型と原因大腸胞のP-fimbriaeについて: P式血液型抗原であるglycosphingolipiclsは尿路上皮にも存在し、disaccharicle部分が細胞付着に対するreceptorとして認められている。そこで、1772才の女子急性膀胱炎患者73名のP式血液型分布を調べた。患者全体では対照日本人分布(【P_1】=35.3%,【P_2】=64.7%)に比し、【P_1】型が47%、【P_2】型が53%と【P_1】型がやや夛かった。再発例では【P_1】型が54%と夛くみられた。次に患者より分離大腸胞のP-fimbriaeの有無を検討した結果、14株中2株であった。【◯!3】膀胱炎患者尿中のマンノース濃度:type1-fimbriaeに対するreceptorとしてマンノースが知られており、尿路上皮にも存在する。もしマンノスが尿中にも含まれていれば、細胞を被覆して細胞の粘膜への付着を阻止することが考えられるので、尿中マンノースを測定した。マンノース濃度は、対照群(成人9例)4.8075.80(平均22.64)μg/ml,急性膀胱炎群(9例)3.8696.92μg/ml(平均25.69)で、両者に有意差ない。しかし、7.5μg/ml以下のものは対照群1/24(4.1%)に比し、膀胱炎群4/12(33.3%)と膀胱炎患者尿中のマンノースが価値のものが夛かった。
日本人児童の身体組成推定式の開発

本研究は我が国の児童の身体組成推定式を開発するとともに、同一児童を追跡測定することにより身体組成の縦断的な変化を検討することを月的とした。結果の概要は以下の通りである。1.平成13年度から15年度にかけて、男児39名、女児31名を対象として、重水希釈法による体水分量測定、および身長、体重、皮下脂肪厚、インピーダンスの測定を行った。これらの測定から得られた体水分量を独立変数とし、身長、体重、インピーダンス指数等を従属変数とした重回帰分析によって次の体水分量予測式を作成した。体水分量(kg)=0.149×インピーダンス指数(身長の二乗/インピーダンス値、cm^2/Ω)+0.244×体重(kg)+0.460×年齢(歳)+0.501×性別(男=1、女=0)+1.628。2.平成14年度から平成16年度にかけて、毎年の5月と11月の計6回にわたって身長、体重、インピーダンス値の測定を行った。すべての測定に参加した被験者数は、男児94名、女児94名の計188名であった。3,上記1.によって得られた体水分量推定式から求められた体水分量を性別、年齢別の除脂肪量の水和で除することにより、上記2.の被験者の除脂肪量を算出し、さらに体脂肪量、および体脂肪率を求めることにより、3歳から6歳までの身体組成変量の標準値を求めた。各年齢、および性別の標準値は成果報告書に記載した通りである。本研究は我が国の児童の身体組成推定式を開発するとともに、同一児童を追跡測定することにより身体組成の縦断的な変化を検討することを目的としている。本年度の研究実施内容は以下のとおりである。1.測定対象者3歳から6歳の男児25名、女児15名、計40名。2.測定項目1)人体計測:身長、体重、周径囲9部位、皮下脂肪厚14部位を測定した。2)インピーダンス測定を実施した。3)体水分量測定:重水希釈法により測定した。3.分析内容上記測定により得られたデータから、除脂肪量、体脂肪量、皮下脂肪量、体内脂肪量を求めた。しかしながら、対象者数が少なかったことから身体組成推定式の開発には至っていない。したがって、来年度以降、対象者数を増やすことにより推定式を作成する予定である。本年度は、昨年度より引き続き以下の測定および分析を実施した。1.測定対象者3歳から6歳の男児14名、女児7名、計21名。(昨年度からの累計、男児39名、女児22名、計61名)2.測定項目1)人体計測:身長、体重、周径囲9部位、皮下脂肪厚14部位を測定した。3.分析内容上記測定により得られたデータから、体水分量、除脂肪量、体脂肪量を求めた。今後は、体水分量を従属変数、インピーダンス指数および人体計測値を独立変数とした重回帰分析により、身体組成推定式を作成する予定である。また、今後も対象者数を増やすことにより推定式の交差-妥当化を実施する予定である。本年度は、平成13年度より引き続き以下の測定および分析を実施した。1.測定対象者3歳から6歳の男児10名、女児17名、計27名。

(平成13年度からの累計、男児49名、女児39名、計88名)2.測定項目1)人体計測:身長、体重、周径囲9部位、皮下脂肪厚14部位を測定した。2)インピーダンス測定を実施した。3)体水分量測定:重水希釈法により測定した。3.分析内容上記測定により、得られたデータから、体水分量、除脂肪量、体脂肪量を求めた。これらの測定値を用いて、体水分量を従属変数、インピーダンス指数および人体計測値を独立変数とした重回帰分析により、身体組成推定式を作成した。これらの結果については、現在学術雑誌に投稿中である。また、来年度も引き続き同様の測定を実施し、身体組成の縦断的変化について検討する予定である。本研究は我が国の児童の身体組成推定式を開発するとともに、同一児童を追跡測定することにより身体組成の縦断的な変化を検討することを目的としている。本年度に実施した測定、分析内容等は以下のとおりである。1.測定対象者5歳から6歳の男児94名、女児94名、計188名。2.測定項目1)人体計測:身長、体重、および皮下脂肪厚4部位を測定した。3.分析内容昨年度に作成した、インピーダンス指数および人体計測値を独立変数とした身体組成推定式により、除脂肪量、体脂肪量、および体脂肪率を算出し、平成14年度から継続的に実施してきた測定結果により、3歳から6歳までの身体組成の標準値を検討した。4.研究成果報告書の作成本研究により作成された身体組成推定式、およびその推定式によって得られた身体組成変量の年齢別、性別の標準値についての研究成果報告書を作成した。
石灰石添加型CWMによる脱硫・脱ハロゲン同時除去燃焼プロセスの開発

中国などの発展途上国においては、自国で産出する高硫黄石炭や塩素などのハロゲンを含む石炭を燃料として燃焼させ、発電や熱源として使用することが多い。本研究では、石炭スラリー製造過程において石炭スラリーに脱硫・脱ハロゲン、高度脱灰などの機能を付加させ、燃焼サイドでは新たな脱硫・脱ハロゲン装置を設置しないでも容易に炉内脱硫および煙道脱硫、ならびに脱ハロゲンを実現できる新しい概念のクリーンな燃料の開発と、この脱硫剤が高温燃焼場での最適な脱硫条件を見いだすことを目的に行った。石灰石粒子を添加した石炭の脱硫特性について検討した。実験には、3種類の中国炭(山東省YZHS炭、YZLS炭および山西省DT炭)を使用し、これらの石炭の硫黄含有率はYZHS炭が5.7wt%、DT炭が1.7wt%、YZLS炭が0,6%である。脱硫剤として、中国産石灰石(平均粒径10μm)をCa/S=13の割合で添加したところ、上部電気炉温度1300°C、下部電気炉温度900°Cにおける燃焼条件での脱硫率は5684%であった。DT炭が低くなった理由として、DT炭中に存在するExcludeのカオリナイト粒子と添加した石灰石が反応してCa Al Silicateに変化するためであることを確認した。次に、DT炭の脱硫率を向上させるため、石炭に酢酸カルシウムを含浸させた燃料を提案し、燃焼実験を行った。脱硫率が低いDT炭に対しても、本方法によりCa/S=1,9で85%の脱硫率が達成されることを見出した。脱硫剤を添加した石炭の熱分解および燃焼過程におけるSOxの生成量並びに石炭中鉱物と脱硫剤との反応を検討した。本研究で使用したYZHS炭の熱分解速度はDT炭に比べて2倍以上速く、熱分解時に放出された大量のSOxがチャー燃焼領域においてチャーに残存する脱硫剤によって吸収され、その結果SOxの生成量が減少することを明らかにした。SEM画面上における粒子の認識と粒径測定およびこの粒子のEDSによる組織分析をコンピュータによって自動的に行わせるCCSEMシステム(Computer Controlled Scanning electron Microscopy)を開発して、RDFと都市ごみを燃焼炉で燃焼し、捕集した飛灰、バグフィルター灰中の粒子単位の灰分析を行い、灰粒子の組織や粒径変化を明らかにした。本測定では、1150μm程度の大きさの灰粒子を対象として、50倍で22μm以上、250倍で522μm、800倍で15μmの粒子を対象に分析した。なお、本システムでは、1個の灰粒子は均一組成と見なし、その粒子の60パーセントの面積に均一に電子ビームを照射して、粒子内の「平均的な」元素分析を行った。この結果、固体中の元素含有率が約1%以下の薄く分散している元素については、定量分析を行うことは困難であったが、粒子中に含まれる元素の含有率が比較的高いが、存在している粒子の個数が少ない元素の測定に対しては、CCSEMは数千個単位の粒子を測定することから解析が可能であることが明らかになった。アルカリ金属であるKは、1個あたりの含有率は5%前後であるが、全粒子の10%前後の粒子が含まれていること。一方、Pb、Zn、Cuなどの重金属は粒子中には1020%とかなり高い含有率で含まれているが、粒子個数からみると0.11%前後と個数が少ないこと。つまり、これらの金属粒子は1個あたりの含有率が高いが、灰中にまばらにしか存在しなかった。

次に、これらの元素が他のどの元素と共存(結合)しているかをまとめた結果、ハロゲン類はアルカリおよびアルカリ土類金属、重金属など多くの元素と結合していることがわかった。KはSiとAlと結合しており、粘土鉱物を構成している。BaはほぼBaSO_4の形で存在している。また、CrはFeと共存しているなどの情報を得ることができあ。本研究は、石炭スラリー製造過程において石炭スラリーに脱硫・脱ハロゲン、高度脱灰などの機能を付加させ、燃焼サイドでは新たな脱硫・脱ハロゲン装置を設置しないでも容易に炉内脱硫および煙道脱硫、ならびに脱ハロゲンを実現できる新しい概念の燃料の開発することを目的に実施している。硫黄含有率の大きく異なる3種類の中国産石炭(YZHS(5.7wt%)、DT炭(1.7wt%)、YZLS炭(0.6wt%))に石灰石粒子を物理的に混合(S/Ca=13)した混合燃料について燃焼実験を行い、石灰石の脱硫率の測定および脱硫反応に及ぼす石炭中の鉱物粒子の影響などを、燃焼灰のCCSEM分析から評価した。DTFによる燃焼実験から、石灰石を添加しない場合は、乾きガス基準のSO_2濃度は、硫黄含有率の高いYZHS炭、DT炭、YZLS炭の順に1200ppm、540ppm、160ppmとなったが、Ca/S=2(ただし、YZHSはCa/S=1)の条件で石灰石を石炭に添加した実験(反応時間1.8秒)では、YZHS炭が89%、YZLS炭が76%、DT炭が51%の脱硫率が達成され、簡易脱硫法として石灰石を石炭に添加する方法が有効であることが明らかになった。石炭の種類によって脱硫率が異なる原因をCCSEMによって調べたところ、脱硫率の低いDT炭の場合は、添加した石灰石粒子が石炭中のExcludeのカオリナイト粒子と短時間に反応してCa Al Silicateに変化してしまい、脱硫剤として機能しなくなってしまうことが明らかになった。添加したカルシウムの有効利用率は、YZHS、DT、YZLSの順に、70%、40%および30%となった。今後、石灰石粒子の粒径分布や反応温度を変えた実験を行い、DT炭やYZLS炭の脱硫率を向上させる燃焼条件を明らかにする予定である。
昆虫の視覚ナビゲーションにおける空間情報の選択的利用システムの解明

ベニツチカメムシの採餌におけるナビゲーションには,視覚情報が用いられ,キャノピーからコンパスの参照軸としてのギャップを選択することで成し遂げられる.本種は複眼における個眼の配置から,後方に視野としての死角をもつ.この死角に位置する視空間情報の優先順位を低くすることで,ギャップに重み付けをしていることを実証し,動物の空間情報選択システムが感覚情報処理系の制約に強く影響を受けること明らかにした.ベニツチカメムシの採餌におけるナビゲーションには,視覚情報が用いられ,キャノピーからコンパスの参照軸としてのギャップを選択することで成し遂げられる.本種は複眼における個眼の配置から,後方に視野としての死角をもつ.この死角に位置する視空間情報の優先順位を低くすることで,ギャップに重み付けをしていることを実証し,動物の空間情報選択システムが感覚情報処理系の制約に強く影響を受けること明らかにした.本研究課題では,「キャノピーの視覚情報を利用して定位するベニツチカメムシのナビゲーション行動をモデル系として, 1.キャノピー定位の行動的特徴を解明し, 2.キャノピーがもつ複雑なギャップ群からいかにして方向視覚情報を絞り込むのかを明らがにする」ことを目的としている.本年度は, 2.の視覚情報の選択的利用に関する研究を中心に遂行した.本種の複眼は体側に半球状に張り出しているが,体部によって隠れてしまう後方には個眼が存在しない.形態に基づく光学的測定により,後方の水平断面の約100°,矢状断面の約70°が死角になることを明らかにした.この死角のため,餌場と巣を往復するカメムシは,餌場-巣軸上にある地表に近いギャップを一時的に見ることができない.円形のギャップを人為的に開口させたドーム状の大型実験アリーナによる行動実験から,以下の結果を得た.(1)地平線上に1つの円形のギャップを提示した場合,出巣あるいは帰巣時に死角に入るような位置にあるギャップでもカメムシは利用することができ,正確に巣へ定位した.(2)死角に入るギャップと入らないギャップの2つのギャップを提示した場合,カメムシは同様に正確に定位した.(3)その2つのギャップを見せながらカメムシを出巣させ,餌場に着いた段階で片方のギャップを閉塞して帰巣させると,カメムシは死角に入る方のギャップが閉塞されても正確に巣へ定位した.これらの結果は,カメムシは2つのギャップが併存した場合,単独でそれぞれを利用できるにも関わらず,ギャップ情報に重み付けをすることにより,一方のギャップを主として利用することがあることを示している.本種のキャノピー定位にみられるギャップの選択的利用は,複眼の死角という感覚器の構造的制約を十分に補償するものであると強く推察される.多様な情報が入力される視覚では,重み付けという情報処理によって選択的利用がなされている.本研究課題では,「キャノピーの視覚情報を利用して定位するベニツチカメムシのナビゲーション行動をモデル系として,1.キャノピー定位の行動的特徴を解明し,2.キャノピーがもつ複雑なギャップ群からいかにして方向視覚情報を絞り込むのかを明らかにする」ことを目的としている.本年度は,1.のキャノピー定位の行動的特徴を中心に明らかにした.天井に円形のギャップを開口させた箱形の大型野外実験アリーナによる行動実験から,他の定位システムとの階層性に関して以下の結果を得た.(1)ギャップから青空(偏光)が見える条件で出巣させ,帰巣前にギャップを移動させると,カメムシはギャップの移動に合わせて定位方向を変化させた.(2)化学的マーキングとキャノピーによる定位情報をコンフリクトさせた場合,カメムシは化学的マーキングを優先した.さらに,ギャップの利用様式を明らかにする目的で,異なったサイズの2つのギャップが存在している場合,どちらかのギャップを選択して利用するのか,両方のギャップの位置関係から方向情報を得るのかを確かめた.大小2つのギャップを天井に開口させたアリーナでの行動実験から,以下の結果を得た.(3)この実験アリーナにおいて,カメムシは餌場に到達して種子を得た後,正確に巣へ定位した.(4)餌場に到達した際に天井を180°回転させた場合,カメムシは巣とは180°反対の方向へ定位した.(5)カメムシが餌場に到達した際に180°回転させ,さらにギャップの位置関係が鏡面対称になるように天井を反転させた場合,カメムシはランダムに定位した.これらの結果は,ベニツチカメムシは大小2つのギャップの位置関係を識別でき,複雑なギャップの空間配置から方向情報を抽出する能力があることを明らかにしたものである.
ヒト腸管上皮細胞の単層培養系を用いた食品毒性試験法の開発

腸管上皮細胞の単層培養系を用いて、食品中の有毒物質を検出するための新規な実験系の構築に取り組んだ。その結果、ヒト腸管上皮細胞株Caco-2の単層培養系における細胞層の経上皮電気抵抗(TER)の変化を測定をすることによって、毒性成分の迅速な検出が可能であることが示された。すなわち、界面活性作用を持つ膜傷害性毒物である塩化ベンザルコニウムなど、細胞層に小孔を形成する作用を持つフラムトキシンやディスコダーミン、細胞骨格成分の重合阻害あるいは切断作用を示すミカロライドやサイトカラシンD、プロテインホスファターゼ阻害作用を示すカリキュリンやオカダ酸などの毒性物質は、急速に細胞層のTERを低下させることが見出された。また、エネルギー代謝阻害性の毒物であるアジ化ナトリウムも時間の経過に伴ってTERの低下を引き起こした。細胞層のTERは、主として細胞間のタイトジャンクションの状態を反映しているが、上記のように異なる毒性発現機構を持つ様々な物質が、かなり普遍的にTERを変化させることから、毒性物質の作用を受けた細胞では多くの場合、細胞骨格の変化が誘導され、そのために細胞骨格と密接に連携しているタイトジャンクションが毒性物質に応答して変化したように見えるものと推測された。一方、蛋白質合成阻害作用を毒性発現機構とする細菌毒ベロトキシンや海産毒オンナミドはTERに全く影響を及ぼさず、このような毒性発現に時間のかかる物質の検出には本実験系は不適当であると考えられた。なお、本実験系では、TERの低下に伴って、蛋白質などの細胞層透過性も亢進することが認められた。本実験系は、広範な急性毒性物質の迅速な検出系として有用なばかりでなく、腸管のバリアーを傷害し、アレルゲンなどの腸管透過性を高めるような有害成分の検出にも有効と考えられる。動物培養細胞を用いた毒性試験系の開発/改良を目的とし,単層培養したヒト腸管由来上皮細胞を用いた実験系の構築を進めた。本研究では,まず「培養した腸管上皮細胞層の電気抵抗が毒性物質によって速やかに低下する」という我々の知見が毒物検出法として一般化できるかについて検討した。(1)ヒト腸管由来細胞株であるCaco-2を透過性膜上に培養し,これに塩化ベンザルコニウム,サボニンなど膜損傷性の毒物を添加したところ,細胞層電気抵抗(TEER)の濃度依存的な低下が確認された。一方,同条件下で,細胞の損傷の状態を乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)漏出試験によって調べ,TEER法とLDH法の相関を調べた結果,両者は良い相関を示した。さらに,LDH法では変化が認められない低濃度でも,TEERの低下が速やかに起こっていることが認められ,TEER法は従来法より鋭敏で迅速な毒性物質検出法と成り得ることが示唆された。(2)TEER法がどのような毒性物質に対して有効な検出法となるかを,作用機能の異なるいくつかの毒性物質を用いて検討した。その結果,細胞膜損傷性物質、細胞骨格損傷性物質,フォスファターゼ阻害性物質などはCaco-2細胞のTEERを顕著に低下させたが,蛋白質合成阻害を作用機構とする毒性物質の検出には無効であった。(3)TEERを低下させる物質は,細胞層における物質透過性を昂進させると予測される。従って,腸管細胞層を用いた検定系は,腸管細胞自身の障害を検出するだけでなく,それに伴う細胞層での毒性物質や各種生体異物の透過性上昇を予測できる系として有用であると考えられる。細菌毒素やアレルゲン蛋白質の透過性がこのような毒性物質によってどのように変化するかを現在検討している。

その結果、ヒト腸管上皮細胞株Caco-2の単層培養系における細胞層の経上皮電気抵抗(TER)の変化を測定をすることによって、毒性成分の迅速な検出が可能であることが示された。すなわち、界面活性作用を持つ膜傷害性毒物である塩化ベンザルコニウムなど、細胞層に小孔を形成する作用を持つフラムトキシンやディスコダーミン、細胞骨格成分の重合阻害あるいは切断作用を示すミカロライドやサイトカラシンD、プロテインホスファターゼ阻害作用を示すカリキュリンやオカダ酸などの毒性物質は、急速に細胞層のTERを低下させることが見出された。また、エネルギー代謝阻害性の毒物であるアジ化ナトリウムも時間の経過に伴ってTERの低下を引き起こした。細胞層のTERは、主として細胞間のタイトジャンクションの状態を反映しているが、上記のように異なる毒性発現機構を持つ様々な物質が、かなり普遍的にTERを変化させることから、毒性物質の作用を受けた細胞では多くの場合、細胞骨格の変化が誘導され、そのために細胞骨格と密接に連携しているタイトジャンクションが毒性物質に応答して変化したように見えるものと推測された。一方、蛋白質合成阻害作用を毒性発現機構とする細菌毒ベロトキシンや海産毒オンナミドはTERに全く影響を及ぼさず、このような毒性発現に時間のかかる物質の検出には本実験系は不適当であると考えられた。なお、本実験系では、TERの低下に伴って、蛋白質などの細胞層透過性も亢進することが認められた。本実験系は、広範な急性毒性物質の迅速な検出系として有用なばかりでなく、腸管のバリアーを傷害し、アレルゲンなどの腸管透過性を高めるような有害成分の検出にも有効と考えられる。
東南アジア古代国家成立期における地方政体の考古学的研究-メコン河下流域を中心に-

本研究は、メコン河下流域(現ベトナム南部・カンボジア南部)において、東南アジアの初期国家である扶南国の成立および各地域の統合化プロセスを、考古学的資料をもとに、文化伝統や製作技法の変容・文化交流の発展等の考察から明らかにするものである。特に交易の結節点であるオケオ港市遺跡を中心に、メコンデルタの各水系の流域に分布する遺跡間の交流ネットワークを検証するため、本年度の調査においては、交流を示す指標的遺物であるガラス・瓦・土器(壷(土鍋)・注口付き壷)を重視し、資料調査・踏査を行い、出土遺跡の分布・出土状況をふまえ、集積されたデータを総合的に整理・分析する作業を行った。第一に、資料調査として、(1)ガラス:製作技法調査のためインド(ウッタラプラデーシュ・アーンドラプラデーシュ州等)のガラス作り村にて民族考古学的調査や出土ガラスの確認調査を行った。またメコンデルタにおいては、ゴーハン・オケオ遺跡等からの出土したガラスの実体顕微鏡による製作痕・便用痕観察を行い、遺跡間の関係性・生産址の存在を具体的に検証し、またサンプルの化学分析にて理化学的データによる裏付けを行った。(2)瓦:オケオ出土品と類似する瓦の確認調査を、インド・ネパールにて行った。(3)土器:まずべトナム南部出土品の資料調査(ロンアン省・キエンザン省博物館等)を行い、次に各地域の製作技法の詳細な観察と特徴・変容等を考察するため、ベトナム北部(ソンラー省)・中部(ビントゥアン省)・南部(アンザン・キエンザン省)の伝統的土器作り村にて民族考古学的調査を行った。そして各地域の異なる成形・焼成・流通形態が存在する事を、より具体的に明らかにした。第二に、遺跡踏査として、上記の瓦やガラス等の遺物が出土するデルタ西部低湿地帯の二水系(バサック河・バンコータイ川流域)に位置する遺跡の踏査を行った。そして考古資料データと比較対照しながら、各水糸に分布する遺跡の分布状況・変遷を埋解するために必要なデータを多く把握することが出来た。これらの成果の一部については、国内外での学会における研究発表、ポスター発表および学術雑誌にて公表し、広く意見を求めた。特にベトナムでは、第二回ベトナム学国際会議にて、各国研究者と討論を行い、多くの情報・意見交換を行うことができた。本研究は、メコン河下流域において、東南アジアで最初に成立した古代国家である扶南国の成立および各地方の統合化のプロセスを、遺物・遺跡にもとづく帰納的データや地理的データ等をもとに、各地域に存在した文化伝統の変容・製作技法の伝播等の考察から明らかにするものである。なかでも、扶南国の外港と言われるオケオ港市遺跡と、メコンデルタ(現ベトナム南部・カンボジア南部)の各水系沿いに分布する扶南国期(特に四世紀以後)の拠点的遺跡群-地方政体-に着目し、オケオ港市を結節点として水系を通じて相互に結ばれた交流ネットワークの展開およびその関係性を、考古学的に検証する事を試みる。本年度においては、当地域において、発掘調査に先立つ事前調査と基礎データの収集を重視し、諸遺跡の立地・分布状況や出土遺物の具体的内容の把握に努めた。第一に、メコン河下流域の四大水系のうち二水系(ベトナム領ハウ河流域・ヴァンコータイ川流域およびカンボジア領タケオ州アンコールボレイ遺跡群・プレイヴェン州バプノム遺跡等)を中心に、マウンド上に立地する諸遺跡の踏査を行った。調査に関しては、乾季の2月末から3月初旬に集中的に行い、諸研究者の方々と意見交換・討論を行いながら進めることができた。第二に、地図・文献・写真データ収集および資料調査においては、ベトナム(ベトナム南部社会科学院図書館・各省博物館等)・カンボジア(王立芸術大学・アンコールボレイ遺跡博物館等)にて行い、遺物は当地域において普遍的に出土する注口付き壷・瓦等の土器や、貴石製/ガラス製装身具等に着目し、比較研究のための資料化を進めた。その結果、上記の二水系を中心に分布する遺跡・遺物を体系的に理解するために必要なデータを多く収集でき、多様な交流ネットワークの究明が有効な資料を把握することができた。これらの成果の一部は、学会や研究会での研究発表・討論や、学術雑誌にて公表を行い、広く意見を求めた。本研究は、メコン河下流域(現ベトナム南部・カンボジア南部)において、東南アシアの初期国家である扶南国の成立および各地域の統合化プロセスを、考古学的資料をもとに、文化伝統や製作技法の変容・文化交流の発展等の考察から明らかにするものである。特に交易の結節点であるオケオ港市遺跡を中心に、メコンデルタに分布する拠点的遺跡群間の交流ネットワークを検証するため、本年度の調査では、交流を示すキーワードであるガラスと瓦の資料調査および遺跡の踏査を重視し、資料化とデータの分析に努めた。第一に、資料調査・収集について、主にベトナム(南部社会科学院・考古学院・ロンアン省/ドンナイ省博物館等)とカンボジア(文化芸術省・王立芸術大学・上智大学アジア人材養成研究センター等)にて行った。また瓦の出土遺跡群(カウハン・バウサケオ・アンコールボレイ・バプノム・サンボープレイクック・コーケー遺跡群等)の踏査により、建築遺構との関係や分布状況等の具体的内容の把握に努めた。これらの成果により、メコンデルタ一帯の大きな史的枠組みにおける比較データが収集でき、オケオ文化発展期(3/4世紀以降)の瓦の型式・技法との類似点・相違点や、広域での相互交流の実態を考察することが可能となってきた。

第二に、メコン河下流域の二水系(ベトナム領ヴァンコータイ川・ドンナイ川流域)において、ゴーズン・ゴーハン・カウハン遺跡等の諸マウンド状遺跡の踏査を行い、居住址の発掘予備調査を行う中で、上記の水系に分布する諸遺跡の状況や地理的立地環境の変遷を理解するために必要なデータを、多く把握することが出来た。本研究は、メコン河下流域(現ベトナム南部・カンボジア南部)において、東南アジアの初期国家である扶南国の成立および各地域の統合化プロセスを、考古学的資料をもとに、文化伝統や製作技法の変容・文化交流の発展等の考察から明らかにするものである。特に交易の結節点であるオケオ港市遺跡を中心に、メコンデルタの各水系の流域に分布する遺跡間の交流ネットワークを検証するため、本年度の調査においては、交流を示す指標的遺物であるガラス・瓦・土器(壷(土鍋)・注口付き壷)を重視し、資料調査・踏査を行い、出土遺跡の分布・出土状況をふまえ、集積されたデータを総合的に整理・分析する作業を行った。第一に、資料調査として、(1)ガラス:製作技法調査のためインド(ウッタラプラデーシュ・アーンドラプラデーシュ州等)のガラス作り村にて民族考古学的調査や出土ガラスの確認調査を行った。またメコンデルタにおいては、ゴーハン・オケオ遺跡等からの出土したガラスの実体顕微鏡による製作痕・便用痕観察を行い、遺跡間の関係性・生産址の存在を具体的に検証し、またサンプルの化学分析にて理化学的データによる裏付けを行った。(2)瓦:オケオ出土品と類似する瓦の確認調査を、インド・ネパールにて行った。(3)土器:まずべトナム南部出土品の資料調査(ロンアン省・キエンザン省博物館等)を行い、次に各地域の製作技法の詳細な観察と特徴・変容等を考察するため、ベトナム北部(ソンラー省)・中部(ビントゥアン省)・南部(アンザン・キエンザン省)の伝統的土器作り村にて民族考古学的調査を行った。そして各地域の異なる成形・焼成・流通形態が存在する事を、より具体的に明らかにした。第二に、遺跡踏査として、上記の瓦やガラス等の遺物が出土するデルタ西部低湿地帯の二水系(バサック河・バンコータイ川流域)に位置する遺跡の踏査を行った。そして考古資料データと比較対照しながら、各水糸に分布する遺跡の分布状況・変遷を埋解するために必要なデータを多く把握することが出来た。これらの成果の一部については、国内外での学会における研究発表、ポスター発表および学術雑誌にて公表し、広く意見を求めた。特にベトナムでは、第二回ベトナム学国際会議にて、各国研究者と討論を行い、多くの情報・意見交換を行うことができた。
ルネサンス文学にあらわれた「市民生活」ーイタリアとフランスの場合ー

2年間にわたる研究において、十四世紀から十六世紀にかけてのトスカーナ地方を中心としたルネサンス期イタリア文学、およびパリを中心とする市民社会形成期のフランス文学の分析を通じて、ルネサンス期における「市民生活」についての考察を行った。その成果を、研究成果報告書「ルネサンス文学にあらわれた『市民生活』」という形でまとめることが出来た。この研究において十四世紀から十六世紀におけるトスカーナの文学が、十六世紀以降のフランス文学および思想に与えた影響についての基礎的考察を行うことができた。なかでも岩倉は十四世紀フィレンツェ文学にあらわれた「市民生活」について、また本年度よりこの共同研究に参加した伊藤は、ボッカッチョの『デカメロン』の分析のなかから、民間信仰の問題やこの時期における女性の位置を考察し、この時期におけるトスカーナ文学の特殊性を明らかにすることができた。両者を中心とする十四世紀から十六世紀にかけてのトスカーナ文学の分析、特に私的、日常的側面からの「市民生活」研究は、この時期のトスカーナ人の生活や信仰、信条などが十六世紀以降のフランス・ルネサンス文学にあらわれた市民意識にとって、先駆的内容を含んでいることを明らかにしている。この共同研究は、わが国においても国際的にも、あまり例のない、ルネサンス文学研究における新たな領域を切り開くものであった。しかし残念ながら今回の共同研究は、結果としてトスカーナ文学の研究に限って焦点をあてることとなり、この研究から分析された「市民生活」を、十六世紀以降のフランス・ルネサンス文学、思想における「市民生活」分析と接合させるという当初の課題は、資料収集の面からも、またその分析の時間についても十分とはいえないまま終えることとなった。次回を期したい。次回を期したい。一般に中世末期における都市の発展に伴って「市民生活」はヨーロッパ文明の中心的位置を占めるようになる.古代都市の伝統が根強く残存した中・北部イタリアにおいては比較的早い時期からコムーネの成立が認められるが,「市民生活」こそ人間存在のあるべき姿であるとして,これを瞑想生活の上位に置く考え方が一般化するのは, 14世紀のトスカーナにおけるヒューマニズムの勃興以後のことである.本年度の研究においては,この時期のフィレンツェ文学が,特にこの都市のトスカーナ地域内部における経済的・攻治的優位の獲得と歩調を合わせる形で急速な発展を示していることを明確に把握することができた.ダンテに代表される普遍性への強い関心も,作品の細部においては既にフィレンツェ市民の政治生活を色濃く反映したものとなっていることは周知のとおりであるが,その後の作家たちの興味は「市民生活」の個人的・日常的側面へと急速に移行してゆく.たとえ完成度にみいてそれまでの諸作品に及ばぬ場合であっても,そこには作品の本質的要素として日常の現実を取り入れてゆこうとする傾向が強く認められ,文学が宗教やイデオロギーから脱皮して,芸術として独自のジャンルを形成してゆく過程の中で「市民生活」がその拠り所となっていた様子を明瞭に観察することができるのである.その後,いわゆる盛期ルネサンスの文学は,シニョリーア体制の確立を反映して貴族的・宮廷的色彩に帯びるに至り,市民生活との直接的関連は失なわれてゆくが,しかしその実体は飽くまでもこうした市民文学の成立を踏まえたものであって,トゥルバドール詩等,中世末期の宮廷文学とは異質の存在であることもあわせて確認することができる.昨年度に続き、十四世紀から十六世紀にかけてのトスカーナ地方を中心としたルネサンス期イタリア文学、およびパリを中心とする市民社会形成期のフランス文学に光をあて、その分析を通じてルネサンス期における「市民生活」についての研究を行なった。特に本年度は、十六世紀以降のフランス、ルネサンス文学に大きな影響力を発揮したと思われるボッカッチョをはじめとする十四世紀フィレンツェ文学にあらわれた「市民生活」の分析に力を注ぎ、十六世紀以降のフランス文学研究の成果と対照しつつ討論を深め、共同研究の深化をはかることを目指した。

なかでも岩倉は十四世紀フィレンツェ文学を全般的に分析し、本年度より参加した伊藤は、とくにボッカッチョの『デカメロン』の分析のなかから民間信仰の問題やこの時期における女性の位置を考察し、この時期におけるトスカーナ文学の特殊性を明らかにすることができた。両者を中心とする十四世紀から十六世紀にかけてのトスカーナ文学の分析、とくに私的・日常的側面からの「市民生活」研究は、この時期のトスカーナ人の生活や信仰・信条なでが十六世紀以降のフランス・ルネサンス文学にあらわれた市民意識にとって、先駆的な内容を含んでいることを明らかにしている。しかし同時に中世からの生活態度の継承という点で、後のフランス・ルネサンス期の文学・思想との不連続性もまた多く存在していることも明らかである。今後の共同研究の深化が要請されるところであろう。また残念ながら今回の共同研究は時間の面でも予算の面でも十分とはいえない状況の中で、結果としてトスカーナ文学の研究に焦点を当てることとなり、フランス・ルネサンス期文学研究との接合という当初の課題が不十分なままに終えることとなった。次回を期したい。
揮発性麻酔薬の液滴張り合わせ法の確立と膜相互作用

脂質二重膜に揮発性麻酔薬を投与する実験方法を確立するには、その前段階として従来の方法に比べてサイズが約10分の1小さい液滴で脂質二重膜を作成することができた。特に、脂溶性分子は膜に溶け込ませることが難しく、この方法で初めて実験が可能となった。そのため脂溶性が高い揮発性麻酔薬はこの方法で実験を行うには最適であった。この二重膜に吹きかけ法によってクロロホルムや揮発性麻酔薬を投与する方法も確立できた。我々は、新しい方法としてカリウムチャネルと揮発性麻酔薬の相互作用に関する定量的な電気生理学的実験を試みている。新しい脂質2重膜法である液滴接触2重膜法(CBB)という方法を開発した。これは油相にガラス電極から電解質溶液を吹き出し、油水界面のリン脂質単分子層を接触させ脂質2重層を形成させる方法である。この方法はこれまでの脂質平面膜法に比べ、実験効率が良く、さらに非対称組成の膜を簡単に形成することができる。この方法を確実に行うことができるように工夫している。実験手法の確立に近づきつつある。新しい脂質平面膜法の作成を模索した。AgCl電極表面をゲルでコーティングして、親水性にする。これに電解質溶液を添加し油相に沈め、液滴同士を接触させて二重膜を作成することを試みた。しかし、この方法ではうまくできなかったため、別の二重膜作成法を開発した。それが液滴接触2重膜法(CBB法)である。CBB法は通常のパッチクランプ法のように倒立顕微鏡下で実験を行う。スライドグラスに油相としてヘキサデカンを満たしておく。油相にはあらかじめリン脂質を入れておく。ガラス電極に電解質溶液を満たし、先端を油相に入れ、圧力をかけてバブルを吹き出す。リン脂質が油水界面に分配し、単分子層が形成される。二つのバブルを接触させて二重膜を形成する。この方法を何度も繰り返し行い、電流記録を測定することを繰り返している。そこに一個だけチャネルが入るように、チャネルの濃度を調節している。一分子だけチャネルが入ったときに単一チャネル電流記録の測定を繰り返し行い、安定して電流記録をとれるようになってきた。さらに、薬物のチャネルへの影響を検討するため、薬物を二重膜に供給する方法も検討した。CBB法ではこれまでのパッチクランプ法のように水相から薬物を投与することもできるが、油相からも投与することができる。どちらの相からも薬物を安定して送れるように実験方法を模索中である。揮発性麻酔薬の影響を見る前に、まずはコントロールとしてクロロホルムを検討しており、最適な濃度を検索中である。揮発性麻酔薬をチャネル直接吹き付ける方法を試行錯誤し実施できている。単一のイオンチャネルに対する揮発性麻酔薬の作用を検討するため、KcsAカリウムチャネルを使った実験系の準備と確立を行った。脂質二重膜(CBB法)を作成し、その中にKcsAカリウムチャネルを1個だけ挿入した。そこに吹きかけ法でヘキサデカンに溶解したクロロホルムや吸入麻酔薬を脂質二重膜に投与する方法を確立した。また濃度依存性に投与することもできた。しかし薬剤の濃度や脂質や薬剤を溶解するオイル組成によって薬剤とオイルが分離することがあるため、薬剤濃度や脂質組成、オイル組成を検討中である。オイル組成は、ミネラルオイルやヘキサデカン、デカン等で実験を行っている。脂質組成は、アゾレクチン、POPG,POPE等で比率を変更して実験を行っている。さらにこの系では膜組成を単純に変えるだけでなく、非対称膜組成の膜の形成も自由に行うことができた。実際に揮発性麻酔薬の投与をどのように行うのが効率的か検討しており、実際の投与濃度についても検討中である。揮発性麻酔薬の最適濃度を探しながら、同じように電流記録の測定を行う。医歯薬学消耗品が残っていたため、使用しなかった。消耗品が残っていたため、使用しなかった。今年度に消耗品として使用予定である。
超短パルスレーザー照射による固体-プラズマ遷移状態の生成とその光学物性の研究

超短パルスレーザーを用いて固体からプラズマ状態までの遷移過程を調べるこの研究では、エリプソメトリと超短パルスレーザーポンププローブ計測を組み合わせた新しい計測システムが構築され、さらにそのデータを解析するためのプラズマの膨張に断熱過程を仮定したMaxwell伝播方程式を解くシミュレーションコードツールの開発も行われた。その結果、以下のような新しい知見がこの遷移状態について明らかになった。1.この研究で中心的な研究対象となった金は、常温状態での赤外光に対するAC導電率の特性が、その絶対値、周波数依存性ともに古典的なDrudeモデルにより説明できる物質である。また、これまでの研究で高温プラズマ領域では、やはり自由電子の寄与が主となるDrudeモデルにより吸収率等がよく説明されていた。しかし、固体から高温化され、沸点を超える程度になり、膨張が始まると急激に導電率の大幅な減少が起こることがこの研究で観測された。このとき、Drudeモデルの減少比は1/100以下であり、予想された自由電子密度では全く説明できない。この結果について、日、仏、米の研究者でワーキングを重ね議論した結果、電子の局所化という通常の固体物理で論じられる現象と類似したモデルを使うことで、説明できることができるようになって来た。これは、プラズマでは新しい概念であり、米国のサンディア研究所、フランスのCEA研究所と共同して、現存する理論モデルとの擦り合わせを行っている。2.実際にこのようなwarm dense matterと呼ばれる物性を明らかにするには、複数の視点からの計測が必要になる。特に初期に固体であるものが、固体表面を保ちながら高温化し、しばらくした後に膨張成分が現れ、低密度なプラズマが観測の主対象に代わり、さらに、断熱膨張冷却により液体-気体2相流流体領域に入っていく様を、すべて観測していかなければならない。このため、フレネル近似を用いた再構成信号法の開発、拡散光の同時計測、フォトニッククリスタルファイバーを用いたプローブ波長の広帯域化などを行い、データの収集を行えるシステムを構築してきた。しかし、物性定数をデータから求めるには、解析コードの改良等が極端なことを言えば、物質それぞれで必要になる。3.これまでに観測対象となった物質はW, Mo Au, Cu, Mo, W, Al, SiO_2, Sn, Stainless Steelなどであり、すでに"見かけ上の"光学物性はそれぞれに対して求められている。このデータは、単純な超短パルスレーザー加工、アブレーション応用等ではすでに有用であるので、この結果を近くWebを通して公表していく。本年度の目標は高時間分可能を有し高いS/N比を持った反射率測定システムを構築し、10^<14>W/cm^2以上の照射を行った金属面の反射率変化を観測すること。および、この実験結果を予測・説明するモデルおよび既知の物理を入れた計算機シミュレーションを確立することであった。これまでのところ、プローブ光として745nmの120fsのパルスを、照射用のポンプ光として248nmで300fsの光を用意し、金属面上に照射して2%程度のdRから測定が可能なシステムを構築した。

このシステムでは、ポンプ光の強度分布による反射率の変化を避けるために、一度プローブ光を単一モード光ファイバー中に通し、モードを単一化した後に顕微鏡下で照射させている。このため、プローブ光の集光径12μmφという条件を達成し、ポンプ光の集光径10μmφから十分に均一でポンプ光の照射系も小さいためわずかなエネルギーで高い照射強度を達成できている。また、プローブ光にパルストレインを用い、照射直前のプローブ光の強度で規格化した反射率を求めることで、さらにこれらの計測には高繰り返しレーザーとボックスカー積分器を用いることで、高いS/Nを持った反射率測定を可能になるように工夫されている。このシステムにより薄膜アルミニウム膜の測定を行った結果、照射強度の増加にともない、反射率の変化する時間が加熱照射パルス幅より数倍長い状態が測定された。この現象を説明するために、抵抗率の非線形性、反射率変化による実効的な加熱パワーの変化、表皮効果を入れた熱波モデルを構築した。これらの観測、計算により、反射率の時間変化には奥行き方向に加熱された熱波が伝わり、その程度が表皮効果程度になった時に始めて変化が飽和することがはじめて実験的に明らかになった。一方、計算機シミユレーシヨンコードとしては厳密にMaxwell方程式を解き、金属の液化に対するフェーズ変化、も考慮した相互作用モデルを構築した。現在、コードのチェックを行っているが、このコードを用い、実験に則した状態での反射率を引きだせるように作られている。これらは、今後、実験データと比較され、内部に使われている輸送モデルの高精度化を行う。昨年度、実験構成としては基本的な反射率のみを高いS/N比で測定可能なシステムを構築してきたが、今年度では、本格的な複素光学定数評価のために、射入射光学系を含んだエリプソメトリック・ポンププローブ計測系を構築した。これをプラズマが発生できる程度の強度でポンプ・プローブ計測するのは世界初である。計測系では1ショットで反射光のストークスパラメータが評価できるように偏光子と波長板を組み合わせた4検出器構成を用いた。それぞれの検出器信号はゲートボックスカー積分器により切り出され、平均化され、高いS/N比での計測が可能なようになっている。一方、光学定数を求める方法として、この4つの検出信号の各々の比をとることで、それと、理論的に計算される強度比からと比較することで決定を行った。この場合、もし、固体表面のわずかなプラズマの影響を無視できればフレネルの公式から複素誘電率まで見積もることが可能になる。測定金属としては、当初もっともこのような実験でもっとも多く使用されているアルミニウムを用いたが、その薄膜は通常の光学コートを行っても純粋なアルミニウムの値にスタート時にはならなかった。そこで、酸化の影響が無い金で測定を行った。結果として、金は常温状態ではλ=745nmの金赤外域の光に対してDrudeモデルでよく記述できる。
ヒト以外の霊長類における向社会的行動のメカニズムの解明

私は社会的感情に関する2つのプロジェクトを推進した。ひとつは、リスザルの不公平感嫌悪の分析、もう1つはネコの嫉妬らしき行動の分析である。これらの成果を、国内外の学会で積極的に発表し、8月に東京で行われた第77回動物心理学会大会では、優秀発表賞を受賞した。根気強くデータを収集し、詳細な分析を行い、現在これらを国際誌に投稿すべく論文にまとめているところである。また同時に博士論文を執筆している。29年度が最終年度であるため、記入しない。
光インターカレーションによる構造規制界面の構築とその機能評価

LiMn_2O_4薄膜をスパッタリング法により透明電極(ITO)上に調製し,1MのLiClO_4を電解質とするプロピレンカーボネート溶液中で,光の照射に対する電流応答,電位応答,および電気伝導率の応答をその場(in situ)計測した。導電率測定は電極間隔0.01mmの交互型アレイ電極を用いて行いて行い,LiMn_2O_4にLiイオンがインターカレーションおよびデインターカレーションする反応過程には顕著な導電率変化が伴わないことを明らかにした。導電率は10^<-5> S/cmのオーダーであり,半導体に分類された。電位規制下でキセノン光を照射するとスパイク状のアノード電流が観測された。これは,n-型半導体電極に特有の応答であり,応答電流の強度は照射光強度にに比例した。溶液中にLiイオンが存在しない場合に電流応答が全く観測されないことから,光反応は明らかにLiイオンに関係しており,LiMn_2O_4結晶内へのインターカレーション反応であろうと推察された。しかし,通電荷量から算出したLiイオンのインターカレーション量は,膜全体が反応した場合の4%にすぎなかった。光応答電流は照射する光の波長に依存し,約470nm以下の波長の光によって誘起されることがわかった。この値から計算される半導体としてのバンドギャップは2.64eVであり,マンガン系酸化物にたいして妥当な値である。LiMn_2O_4はリチウムイオン2次電池の正極材料として機能することから,本研究で得られた知見に基づき,光エネルギーによって充電するタイプの新しい2次電池システムの可能性を提案した。