hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海産無脊椎動物が生産するオピン類の一斉分析法の開発

分析法の高感度化と定量操作の簡便化はオピン研究の進展のために不可欠な条件と思われる。このような見地から、本研究では5種類のオピンを一斉に分析可能な定量法の開発を試みた。1.試料エキスの効果的な前処理法の検討これまでのオピン類の分析方法がオピン間の分離以上に,生体エキス中に高レベルに存在する遊離アミノ酸類との分離に工夫を加える必要性があったことを考慮し,本研究では分離分析に先立って,オピン類と遊離アミノ酸類を分画する前処理法の導入を図った。幾つかの方法を検討した結果,エキスをo-phtalaldehyde (OPA)で誘導体化し,逆相系カートリッジカラムで分画することによって,効率良くオピン類を含む2級アミン画分を調製可能であった。2.生体アミノ酸分析システムによるオピン類の分析生体アミノ酸分析システム(陽イオン交換HPLC-ポストカラムOPA/NaClO検出法)によるオピン類の一斉分析の可能性を検討した結果,5種のオピンの分離定量が可能であった。1級アミン類との分画が可能になったことを踏まえてシステムプログラムを改良し,分析時間を40分(洗浄,平衡化を含めると90分)まで短縮した。本分析法は,5種類のオピン類について,充分な感度定量性,および再現性が確認され,実用に耐えるものと結論した。3.プレカラム誘導体化-逆相HPLCシステムによる分析プレカラム誘導体化法によるオピン類の一斉分析法の開発を目指したが、5種類のオピン全てを誘導体化可能な誘導体化試薬はなかった。比較的良好な結果を与えたのはisothiocyanate typeの誘導体化試薬であった。今後,二重誘導体化法などの導入を図れば,一斉分析が可能になるものと予想される。本年度はオピン標品の合成,内部標準物質として利用を諮るためのオピン様物質の合成,および汎用生体アミノ酸分析システム(o-phtalaldehyde/次亜塩素酸ポストカラム検出)を用いたオピン類の一斉分析法とこれに先立つ1級アミン類とオピン類の分画法について検討を進めた。オクトピン(市販)を除く4種のオピンに加えて,N-(Carboxyethyl)-L-serine,N-(Carboxyethyl)-L-histidine,N-(Carboxyethyl)-4-aminobutyric acid,N-(Carboxyethyl)-5-aminovaleric acid,N-(Carboxyethyl)-6-aminohexanoic acidの合成を完了した。一方,1級アミンとオピン類の分画法についてはo-phtalaldehyde誘導体化後,逆相系Sep-Pakカートリッジを用いることによって両画分を効果的に分画可能であることを確認した(この条件では1級アミン類のみが誘導体化され,カートリッジに保持される。オピン類は非吸着画分に定量的に回収される。)。ただし,o-phtalaldehydeとの反応時間が長すぎた場合,オクトピンの回収率が低下する現象が観察された。また,オピン類の定量を陽イオン交換系HPLCカラムを用いて行うことを考慮すると,o=phtalaldehydeとの反応時に用いる緩衝液には揮発性成分を用いる必要があると考えられた。生体アミノ酸分析システムによるオピン類の一斉分析の可能性を検討した結果,5種のオピンの分離定量が可能であった。1級アミン類との分画が可能になったことを踏まえてシステムプログラムを改良し,分析時間を45分(洗浄,平衡化を含めると100分)まで短縮した。現在,各種海産無脊椎動物のエキスを用いて,生物試料への応用を確認中である。本分析法は,ほぼ完成したと考えられるので,近々に然るべき雑誌にレポートする予定である。

o-phtalaldehyde誘導体化+Sep-Packカートリッジ処理による2級アミンの分画と汎用アミノ酸分析システム(NaClO/o-phtalaldehydeポストカラム検出法)によるオピン類の一斉分析法の確立本項目については昨年度の研究で基本的な部分の確立がなされている。本年度は内部標準物質の選定,分析時間の更なる短縮化などを含めた細部のオプティマイズを図るとともに,種々の生体サンプルに適用し,その有効性を確認した。内部標準物質としては5種のオピンおよびハイドロキシプロリン,サルコシン,プロリンとの分離の関係からN-(carboxyethy1)-5-aminovaleric acidが最も妥当と考えられた。分析時間については45分(洗浄,再平衡化を含めて100分)を40分(90分)にまで短縮した。溶出システムをグラジエント法に切り替えることによって分析時間はさらに短縮可能と考えられるが,陽イオン交換モードを用いる限り,洗浄・平衡化のステップが必要になるため大幅な短縮化は望めないと考えられること,また,現行溶出システムを利用すればオピン分析とアミノ酸分析を容易に切り替え可能であることを考慮すると,実際の運用にあたっては現行システムがより有利であると考えられる。従って,本分析法は確立されたものと判断し,今後,大幅な改変は行わないこととした。なお,本分析法については日本水産学会70周年記念国際シンポジウム(2001.10)において発表した。2.プレカラム誘導体化法(逆相HPLC法)によるオピン類の一斉分析法の確立昨年度はイミノ基に着目して種々の誘導体化法を試みたが,本年度はカルボキシル基の誘導体化をも含めた検討を行った。しかし,4種のオピンがジカルボン酸であることから、HPLC上で複数ピークとして表れ,定量法としては不利な点を含む。今後、さらに継続して検討を行う予定である。昨年度までに確立したオピン類の一斉分析法の信頼性を確認するとともに、問題点を洗い出すために、ホタテガイおよびアヤボラを用いた強制運動-回復実験系を組み立て、オピン類の変動を調査した。ホタテガイではオクトピン、アヤボラではストロンビン、アラノピン、タウロピンの変動を追跡した。定量感度、精度、前処理の簡便性の点では従来の方法(PITC誘導体化法)よりはるかに勝っていた。その一方で、予想していたように、分析時間/試料が90分を要する点、また、アミノ酸分析装置をそのまま流用する方式をとるために、溶出および洗浄・再生に少なくても4種類の緩衝液を準備する必要性がある点は改良が望まれるポイントであった。2.プレカラム誘導体化法の導入および異なる分離モードの導入1の結果を受け、分析時間の短縮を図るためのいくつかの検討を行った。1)プレカラム誘導体化法平成12年度より継続的に検討を進めてきたが、5種類のオピン全てに有効な誘導体化試薬または誘導体化条件の決定には至らなかった。2)異なる分離モードの導入ポストカラム検出を利用し、アミノ酸分析(陽イオン交換モード)とは異なる分離モードを適用する方法を検討した。誘導体化なしでは逆相モードの適用は困難と思われたので、弱陰イオン交換モードを利用するYMC-Pack NH_2カラムの導入を試みた。酢酸Na緩衝液-
高性能量子光源のための新たな等電子トラップの探索と特性制御に関する研究

発光エネルギーや強度の揃った高性能な単一光子源を実現するため、GaAs中にドープされた窒素不純物が作る等電子トラップの特性制御に関する研究を行った。AlGaAs/GaAs:N/AlGaAs量子井戸構造を使って等電子トラップからの発光エネルギーを制御できることを明らかにしたほか、フォトニック結晶のL3共振器によって等電子トラップからの自然放出光がパーセル効果によって増強されることを実証した。今年度は当初の研究計画に沿って、1MOCVDによるGaAs結晶中に窒素(N)不純物のδドープで観測されるNN_A, NN_B, NN_Fなどの等電子発光中心の起源の解明、および2MOCVDによるGaP結晶中の[Zn-O]複合中心の形成条件の探索を進めた。まず1では、N原料ガスであるジメチルヒドラジン(DMHy)導入シーケンスと輝線発光ピークの出現との相関を調べ、NN_AおよびNN_BがNとカーボン(C)不純物の複合中心の起源を示唆するデータを得た。一方、NN_Fは比較的N濃度やCの低い場合に観測され、NN_AやNN_Bと起源が異なる可能性が高いと思われる。また、N濃度がさらに低い領域では、波長826nm付近に他機関によってX_1とラべリングされている発光も観測した。今後、実験データをN濃度やC取り込み量の観点から整理し、GaAs中のN等電子トラップの発現に関して体系的に纏める予定である。次に、上記の2に関しては年度当初に実験を試みたが、GaP中に[Zn-O]複合体と思われる等電子中心を形成するための条件は見い出せなかった。1960年代から70年代にかけてGaP中の[Zn-O]複合体による等電子中心の複数の報告があるが、いずれも液相成長によるものであり、MOCVDでの実現は困難と判断した。この研究の目的は、等電子トラップのエネルギー準位を深くすることで単一光子発生の高温動作を狙ったものであるため、今後はGaP/GaAsP:N/GaPやAlGaAs/GaAs:N/AlGaAsのような量子井戸構造による等電子準位の制御の研究に注力することにした。このほか、GaAs:Nをフォトニック結晶のL3欠陥中に置き共振器モードとの結合を図るための各種準備を開始した。具体的にはフォトニック結晶の設計、電子ビームリソグラフィとRIEによる微細加工のプロセス条件出し、犠牲層となるAlGaAs成長条件の検討である。今年度はこれらの各要素技術を集約し、第一次試作まで完了した。キャビティとの結合の光学評価など、具体的な研究は次年度に開始する。研究計画に沿って、(1)量子井戸構造を用いたGaAs中のN等電子準位の制御、および(2)フォトニック結晶共振器によるGaAs中のN等電子準位のパーセル効果に関する研究を進めた。(1)では、量子井戸の中央にN不純物をδドープしたAlGaAs/GaAs:N/AlGaAs構造を作製し、マクロPLを使って等電子トラップからの輝線的なNN_A発光(841nm)のGaAs井戸幅依存性を調べた。GaAs井戸幅を200nm5nmの範囲で変えたところ、井戸幅が200nm100nmの場合にはNN_Aからの発光が観測されたが、100nm以下では観察されなくなった。従来よりAlGaAsバリア層無しのGaAs:NサンプルでNN_Aの低エネルギー側(846nm付近)に強度の弱いブロードな発光を確認していたが、今回作製したGaAs井戸幅100nm以下のサンプルではNN_Aに代わってこのブロードな発光が主となり、かつ井戸幅の減少に伴って量子閉じ込め効果によるエネルギーシフトが観察された。NN_Aが空間局在した等電子トラップからの発光であるのに対し、上記のブロードな発光はGaAsN混晶バンドに関与している可能性がある。(2)では、昨年度末に作製したフォトニック結晶共振器について、L3欠陥部からの顕微PL測定を行った。この結果、NN_A濃度を比較的高く設定したサンプルで、フォトニック結晶に共鳴したと思われるNN_Aからの強いPL発光の観測に成功した。発光スペクトルの形状はローレンツ型であり、理論どおり極めて強く直線偏光していることも確認した。また、PL発光の自己強度相関を測定したところ、g(2)(t=0)=0.75程度のアンチバンチングを観測した。これらの結果はL3欠陥部に数個程度のNN_Aが存在する可能性を示唆しているものの、当初の目標としていた単一光子のパーセル効果による増強の端緒をつかんだ。窒素(N)をドープしたGaAs中の等電子トラップから発生する単一光子の特性制御に関して、(1)フォトニック結晶によるGaAs中のNN_A準位のパーセル効果、(2)ショットキーダイオード中に埋め込んだNN_Aセンターの荷電発光の探索、(3) GaAs中の単一NXセンターから生ずる単一光子の2光子干渉による非識別性評価、(4) NXセンターの共鳴励起PL発光とラビ振動の4項目について研究を進めた。主な成果は以下のとおり。(1)では、L3共振器内に平均1個のNN_A発光センターが存在する程度までN濃度を希薄化したサンプルを準備し、顕微PLの増強を調べた。その結果、複数の共振器において、フォトニック結晶未加工部と比べて数十倍強いPL発光を確認した。

2次の自己相関関数を調べたところ、明瞭なアンチバンチング、すなわち単一光子発生が確認され、1個のNN_Aセンターが共鳴発光していることがわかった。また、増強したNN_Aの発光寿命は2nsであり、未加工部の6nsより短くなっていた。これらの結果は、単一NN_A発光センターのパーセル効果による自然放出の増強を示している。(2)では、n+ GaAs(001)基板上にδドープしたGaAs:N層とAlGaAs電流阻止層からなるショットキーダイオード構造を試作し、NN_Aの荷電発光の有無を調べた。試作したダイオードの正常動作を確認するとともに、バイアス電圧を変えることでNN_Aの発光強度が変化すること、NN_Aとは異なるエネルギー位置に新たな発光も確認した。詳細は今後の課題である。(3)では、単一NXセンターを非共鳴のパルスレーザー励起して得られる単一光子列に時間遅延を与え、2光子をビームスプリッターに同時入射させる実験を行った。この結果、弱いながらも2光子干渉の観測に成功した。今後、共鳴励起を行えば干渉性は大幅に改善すると考えられる。(4)では、ピコ秒のパルスレーザーを使って単一NXセンターの共鳴励起を行うことで、PL発光強度のラビ振動の観測に成功した。発光エネルギーや強度の揃った高性能な単一光子源を実現するため、GaAs中にドープされた窒素不純物が作る等電子トラップの特性制御に関する研究を行った。AlGaAs/GaAs:N/AlGaAs量子井戸構造を使って等電子トラップからの発光エネルギーを制御できることを明らかにしたほか、フォトニック結晶のL3共振器によって等電子トラップからの自然放出光がパーセル効果によって増強されることを実証した。GaAs:N等電子トラップをドープしたL3欠陥型フォトニック結晶共振器のPL評価を進め、共振器モードに共鳴した強い自然放出光の観測に成功するなど、最終年度に向けて期待できる研究成果が得られているため27年度が最終年度であるため、記入しない。結晶工学、応用物理学、AlGaAs/GaAs:N/AlGaAs量子井戸構造による等電子トラップの制御については、PL励起スペクトル測定を行うなどして、窒素等電子トラップのエネルギー準位の解明を行うとともに、高温動作の可能性についても調べる。フォトニック結晶共振器によるGaAs:N等電子トラップのパーセル効果の研究については、NN_Aドープ量の最適化を図ったサンプルについても詳しい評価を進め、単一のNN_Aに対するパーセル効果の実証を目指す。また、新たに窒素等電子トラップの共鳴励起発光の研究に着手し、DBR挿入による光取り出し効率の向上等を行って、コヒーレントな単一光子の発生を目指す。H25年度の研究は次年度以降の要素技術開発の位置づけであり、後年度の研究を遂行するための基礎データが得られたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。等電子トラップによる単一光子発生の高温動作化については、GaP/GaAsP:N/GaPやAlGaAs/GaAs:N/AlGaAsのような量子井戸構造による等電子準位の制御の研究に注力する。また、GaAs:NについてL3欠陥を有したフォトニック結晶の共振器モードとの結合を図る研究を進め、パーセル効果の実証を目指す。
絶対零度の臨界温度を持つボースグラス相への臨界現象のNMR・μSRによる研究

我々は、NMRを用いて、ボンドランダムネスを含んだIPA-Cu(Cl_x, Br_<1-x>) 3の系において、磁場中で緩和率及びスペクトルの測定を行った。これまでマクロ測定によって、0.87<x<0.44でのみギャップレストなる、と言われていたが、NMRとμSR測定によって、イ) x> 0.87のCl-rich相では、NMRでもμSRでも磁気転移の兆候は見えず、マクロ測定の結果を支持している。しかし、単純なギャップ相ではなく、低温でミクロ相分離している。また、ギャップ磁場以上の強磁場では単純な、BECではなく、位相ランダムネスを含んだ不均一な状態となることがわかった。ロ) x<0.44のBr-rich相では2KまでLROは存在しないものの、明瞭なスピンフリージングが見られた。フリージングは、xの大小0.10.4にほとんど依存せず、わずかなランダムネスでギャップが破壊されることがわかった。このような振る舞いは、Cl-rich相とは全く異なっている。フェルミ粒子系の基底状態は超伝導であり、乱れを導入するとAnderson局在との競合が起こる。一方、ボース粒子系の基底状態はBose-Einstein凝縮相であり、乱れを導入すると絶対零度において『ボースグラス相』が現れることがM.P.A. Fisherらによって理論予想されているが、未だその実体は検証されていない。ボースグラス相は絶対零度で現れるため、実験室すなわち有限温度で直接観測するのは難しい。これまでの研究は、ボースグラス相とBEC相との相境界の変化に関するものが殆どであった。本申請の目的は、NMRとμSRというミクロプローブを用いて、乱れた量子スピン磁性体における絶対零度へ向かう臨界現象をダイレクトに捉え、ボースグラス相が実在するか検証を行うものである。本年度は二つのスピンギャップ系の固溶系であるIPA1-Cu(CI_xBr_<1-x>)_3において不純物誘起磁気転移が見られる組成域x=0.44-0.87の相境界が、0.55程度までずれていること、および、外側x<0.44においても低温で強いスピンゆらぎが存在しながら希釈冷凍温度域まで磁気転移せず、基底状態がボースグラスである可能性を明らかにした。乱れのないボース粒子系の基底状態はBose-Einstein凝縮相であるが、乱れを導入すると絶対零度において『ポースグラス相』が現れることがM. P. A. Fisherらによって理論予想されている。しかし、未だその実体は検証されていない。本申請の目的は、NMRとμSRというミクロプローブを用いて、乱れた量子スピン磁性体における絶対零度へ向かう臨界現象をダイレクトに捉え、ボースグラス相が実在するか検証を行う。二次相転移の臨界温度近傍では、熱力学的諸量に加え、ゆらぎ周波数が、還元温度(T-Tc)/Tcのべきとして振る舞う。このべき指数を捉えることが出来れば、相転移のユニバーサリティクラスを明らかに出来る。しかし、ボースグラスでは、臨界温度Tcがゼロであり、還元温度が定義できない。このため、臨界現象は必ずしも温度のべきにならず、どのような関数型となるかは全く不明で、動的スケーリング則すら成立するかどうか自明でないが、実験的に、この非自明な臨界現象を捉えることでボースグラスの存在を明らかにすることを目的とした。本年度は、乱れを導入したTl(CuMg)Cl系等において、μSR、NMRの測定を行い、微量ドープ域では、熱力学的秩序状態でありながら、コヒーレントなスピン揺らぎが存在するのに対し、臨界濃度を超えると、スタティックな内場が現れることを明らかにした。本申請の目的は、NMRとμSRというミクロプローブを用いて、乱れた量子スピン磁性体における絶対零度へ向かう臨界現象をダイレクトに捉え、ボースグラス相が実在するか検証を行うことである。

東工大・田中らは量子スピン磁性体の固溶系(Tl,K)CuC13において、比熱と磁化率の測定から、相境界のべき指数が乱れによって変化することを見出し、Fisherらのスケーリング理論と一致することから、これをもってボースグラスの検証であると主張した。しかし、これはボースグラス相に隣接したBEC相の実験であり、ボースグラス相の実体は捉えていない。本申請では、絶対零度へ向かうNMRあるいはμSRの臨界減速を捉えることで、絶対零度で『実在』するボースグラスの実体を明らかにすることを目的としている。本年度、我々は、NMRを用いて、ボンドランダムネスを含んだIPA-Cu(Clx,Brli-X)3の系において、磁場中で緩和率及びスペクトルの測定を行った。これまでマクロ測定によって0.87<x<0.44でのみギャップレストなると言われていたがNMRとμSR測定によってイ) x>0.87のCl-rich相では、NMRでもμSRでも磁気転移の兆候は見えずマクロ測定の結果を支持している。しかし、単純なギャップ相ではなく、低温でミクロ相分離している。また、ギャップ磁場以上の強磁場では単純な、BECではなく、位相ランダムネスを含んだ不均一な状態となることがわかった。ロ) x<0.44のBr-rich相では2KまでLROは存在しないものの明瞭なスピンフリージングが見られた。フリージングはxの大小0.10.4にほとんど依存せず僅かなランダムネスでギャップが破壊されることがわかった。このような振る舞いはCI-rich相とは全く異なっている。
ストレス記憶の再生が末梢機能に及ぼす影響の解明

精神的なストレス経験は、脳から送られる情報を介して全身の臓器や行動に多様な機能不調をもたらし、さらにはうつ病などの精神疾患をも引き起こしうる。一方で、同等のストレスを受けたとしても、その応答は全ての個人・個体に同じように生じるわけではなく、個体差があることが知られている。これまで、ストレス応答の個体差は、神経細胞の遺伝子発現変化や形態変化といった分子・細胞レベルでの違いについて研究されてきた。しかし、こうした分子・細胞レベルでの違いは、ストレス後に脳を取り出し、目的の組織を回収することによってしか調べることができない。そのため、ストレス後に脳がどのように違ったかを捉えることはできても、その違いがストレス前からあったのか、それともストレスによって初めて生じたのかを区別することはできない。この問題を解決するためには、生きたまま脳の状態を調べる必要がある。すなわち、ストレスを受ける前(平常時)からストレス後にかけて、経時的に脳活動を評価する実験系が必要不可欠である。そこで本研究では、生体での自由行動下における電気生理学的手法を適用することによって、ストレス応答の個体差の要因が平常時の脳活動に存在するかを検証した。広範な脳領域からの神経活動の記録およびその解析に成功しており、昨年度の計画通りに遂行できたと考えている。一般に、慢性的に社会的敗北ストレスを与えると、うつ様行動を示す個体と示さない個体に2分される、ということが知られている。現在までにみられている単発のストレス経験による心電図の応答の個体差と、慢性的なストレス経験によるうつ様行動の個体差の関係について調べていく予定である。ストレスは、単発の経験にも関わらず、持続的に身体の不調を引き起こすことがある。本研究では、ストレス応答における中枢-末梢の機能連関に着目した。本年度は、単発のストレス経験によってまず中枢および末梢の生理活動がどのように変化するのかを明らかにしようと試みた。中枢と末梢の生理活動をリアルタイムで検出するため、海馬に電極を刺入して細胞外から局所場電位を記録すると同時に、心臓の直上の肋間筋に電極を固定して心電図を記録する計測系を立ち上げ、これをラットに施した。ラットに与える単発のストレス経験には社会的敗北ストレスを用いた。ストレスを与える前後に上記の同時記録を行った。その結果、ストレス経験後に不整脈を生じる個体とそうでない個体が見られ、不整脈が生じた個体においてのみ、海馬局所場電位のパワーが減弱していた。同時に、個々の神経細胞レベルにおいても発火活動が著しく減弱している様子が見られた。さらに、この海馬神経活動の低下のメカニズムとして、モノアミン系神経修飾物質の関与を検討した。海馬からの局所場電位の記録と同時にモノアミン系神経修飾物質の脳内局所濃度を測定可能なマイクロダイアリシス法を適用した。その結果、神経活動の低下が見られた個体においてのみ、ドパミンとセロトニンの濃度上昇が観察された。以上の結果から、ストレス経験によって不整脈を生じるストレス感受性群では、脳内でドパミンやセロトニンの放出量が増加し、その結果、海馬で神経活動レベルが低下することが示唆された。脳の細胞外記録および心電図の同時計測により、ストレス経験が中枢および末梢の生理活動に与える影響をリアルタイムで捉えることに成功した。これにより、ストレスが全身に及ぼす影響をシステム生理学的に記述する上での基盤となる成果が得られたと考えている。今後は海馬に限局せず、広範な脳領域でストレスによる神経活動の変化がどのように生じているか検討する予定である。
部分的役割権限を持つ利用者連携型Webアプリケーションの自動生成方式の研究

従来のWebアプリケーション生成手法には,フレームワークや統合開発環境を用いる手動構築,ダイアグラムやアノテーションを用いる自動生成などがあるが,講義レポート提出・採点システムのような,部分的役割を持つ利用者が相互に連携する利用者連携型Webアプリケーションでは,役割権限をビジネスロジック内に手続的に埋め込む必要がある.本研究では,役割権限定義を明示的記述として独立させ,この定義に基づいて,プログラミングなしに役割連携型Webアプリケーションを自動生成する手法を開発した.また,ページ遷移とデータ処理定義を導入することによって,より柔軟な構造を持つWebアプリケーションを生成することが可能となった.従来のWebアプリケーション生成手法には,フレームワークや統合開発環境を用いる手動構築,ダイアグラムやアノテーションを用いる自動生成などがあるが,講義レポート提出・採点システムのような,部分的役割を持つ利用者が相互に連携する利用者連携型Webアプリケーションでは,役割権限をビジネスロジック内に手続的に埋め込む必要がある.本研究では,役割権限定義を明示的記述として独立させ,この定義に基づいて,プログラミングなしに役割連携型Webアプリケーションを自動生成する手法を開発した.また,ページ遷移とデータ処理定義を導入することによって,より柔軟な構造を持つWebアプリケーションを生成することが可能となった.Webアプリケーションを生成する従来手法として,フレームワークや開発環鏡を用いる手動構築方式,ダイアグラムやアノテーションを用いる自動生成方式などがある.しかし,講義のレポート提出・採点システムや会議予約システムなど,部分的役割を持つ利用者が相互に連携する利用者連携型Webアプリケーションでは,役割権限をビジネスロジック内に手続き的に埋め込む必要がある.本研究では,役割権限定義を明示的記述として独立させ,この定義に基づいて非プログラマが利用者連携型Webアプリケーションを自動生成する手法を開発することを目的とする.平成22年度は,役割権限のモデルとその記述方法を開発した,一般的なデータベースアクセス制御ではフィールド単位の読み書き権限を定義する.しかし,例えばレポート提出・採点システムでは,学生は自分のレポートにはアクセスできるが,他の学生のレポートにはアクセスできない.これを実現するためには,レコードごとに特定のユーザに対して与えられる権限の定義が必要であり,従来手法ではその部分を手続き的に記述する必要があった.本方式は,レコードごとに個別に役割権限を定義することを可能とするモデルとなっている.また,この権限定義から,線形のページ遷移や標準的なデータ閲覧・検索・書き込み操作が可能なWebアプリケーションを自動生成する手法を開発し,生成したWebアプリケーションが,標準的な攻撃に対して十分な安全性を持ち,多様なページ遷移に対して一貫性が保持されることを確認した.本研究は,部分的役割権限を持つ利用者が相互に連携する利用者連携型Webアプリケーションを,明示的な役割権限定義に基づいて非プログラマが自動生成する手法を開発することを目的とする.平成23年度は,サーバ側とクライアント側の両方のプログラミングを必要とするサーバプッシュ技術を利用したクライアント中心の現代的Webアプリケーションの自動生成手法を開発した,本手法は,スタンドアローンアプリケーションを設計するように,サーバ側とクライアント側の区別を意識しない方式で記述し,自動的にサーバ側とクライアント側のプログラムを生成する.従来手法では,クライアント側の処理は入力チェックなどのようにサーバ側の処理とは独立した処理しか扱えなかったが,本手法ではデータベースの更新に合わせたWebページのリアルタイム更新などのようにサーバ側と密接に連携した処理も扱える.評価実験により,従来手法でも生成可能なタイプのWebアプリケーションについても,従来手法と同等もしくはより短時間での記述・生成が可能であることを確認した.また,前年度に開発した方式は,役割ごとに定義されたデータベースへのアクセス権限から,標準的な閲覧・検索・書き込み操作を行うWebページを線形的に遷移するWebアプリケーションしか生成できなかった.平成23年度は,Webページの遷移構造や遷移時の処理の記述が可能となるように手法を拡張した.従来手法ではデータベースに対するアクセス権限のみを定義したが,拡張手法ではページ遷移時の処理の実行権限の定義を追加する.本手法により,各レコードの複数フィールドの値の和を計算し,結果を表示するなどの処理が可能となり,より一般的なWebアプリケーションを生成できるようになった.本研究は,部分的役割権限を持つ利用者が相互に連携する利用者連携型Webアプリケーションを,宣言的な役割権限定義に基いて自動生成する手法を開発することを目的とする.平成23年度までの2年間では,データベースに対する基本的な役割権限,およびWebページの遷移や遷移時のデータ処理に対する役割権限のモデルとその記述方法を開発した.これにより,権限定義から,線形のページ遷移や標準的なデータ閲覧・検索・書き込み操作が可能な簡易的なWebアプリケーションだけでなく,各レコードの複数フィールドの和を計算し結果を表示するなどの複雑な処理が可能なWebアプリケーションの自動生成も可能となった.しかし,この手法では,Webアプリケーション生成後に役割権限を変更することができなかった.Webアプリケーション生成後に役割権限の変更が必要となる例としてアンケートシステムがある.回答期間中,回答者は自由に登録し,自分の回答を確認・更新することが可能であるが,回答期間が終了すると,管理者により,回答者の新規登録と回答の更新を禁止する.また,予定管理システムでは,各ユーザが自分の予定を登録・更新・削除でき,初期設定では自分の予定は自分のみ閲覧可能であるが,必要に応じて他人にも公開できる.平成24年度は,このような役割連携型Webアプリケーションに対応するようにモデルと記述方法を拡張した.拡張手法では,データベースに対するアクセス権限やページ遷移・データ処理に対する実行権限の定義だけでなく,その権限の変更権限の定義を追加する.これにより,上述のような役割権限の変更を必要とするWebアプリケーションの自動生成も可能となった.また,条件付き役割権限定義を導入すれば,時間やデータベースの内容がある条件を満たしたときに役割権限を自動的に変更するようなWebアプリケーションを生成することも可能となった.

平成23年度当初の計画通り,Webページの遷移構造や遷移時の処理の記述方式の開発と,サーバプッシュ技術を利用した現代的Webアプリケーションの自動生成方式の設計を行った.24年度が最終年度であるため、記入しない。現在の生成手法では,Webアプリケーションの生成後に役割権限を変更することができない.平成24年度は,生成後の役割権限の変更が可能となるように記述方式の拡張を行う.また,開発した方式について,役割権限定義のコストや表現可能範囲の総合的評価を行う.さらに,自動生成システムを一定の制限下で公開し,試験的に使用してもらう計画である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ナシ‘おさ二十世紀'を用いた自家和合性新品種の育成と自家不和合性に関する研究

鳥取県下で発見された自家和合性を示すニホンナシ`おさ二十世紀'を用い,自家和合性と黒斑病抵抗性を合せもつ新品種の育成と,ニホンナシに共通的に認められる自家不和合性を究明することを目的として,本研究を行った。成果の概要は次のとおりである。1.`おさ二十世紀'自殖および交雑第一代より,自家和合性で黒斑病抵抗性を有し,さらに果実品質のすぐれた系統を選抜したところ,20系統の優良系統が得られた。2.`おさ二十世紀'の自家和合性の性質を,花柱における自家不和合反応を阻害する遺伝子の作用に基くと仮定した場合,`おさ二十世紀'を母本とした自殖および交雑の第一代の分析では,`おさ二十世紀'の自家和合性関連遺伝子は優性に遺伝し,その遺伝子組成はCcとなる。しかし`おさ二十世紀'を父本として`幸水'`新水'と交雑した場合には,これでは説明のできない分離比を示した。一方,`おさ二十世紀'の自家和合性をS_2,S_4遺伝子のいずれかが突然変異(Stylar part mutation)をおこしたことによると仮定した場合にも,`おさ二十世紀'を父本とし,`幸水'`新水'と交雑した場合におけるF_1の分離比を説明することはできなかった。いずれにせよ自家和合性を有するF_1を効率よく得るには,`おさ二十世紀'を母本として交雑を行うのが望ましいことが認められた。3.自家不和合性と花柱内のRNase活性との関連性をみるため,自家和合性を示す`おさ二十世紀'およびそのF_12系統と,自家不和合性を示す`二十世紀'および`おさ二十世紀'のF_12系統について花柱内のRNase活性を比較した。しかし両者の間に何ら差異は認められなかった。1.自家和合性日本ナシ`おさ二十世紀'の自家和合性と黒斑病感受性の遺伝分析:`おさ二十世紀'の自殖第1代の分離比を調査した結果、自家和合性:自家不和合性=3:1に分離した。また黒斑病感受性について調査した結果も感受性:抵抗性=3:1に分離することを認めた。自家和合性形質をC、黒斑病感受性をAとすると、おさ二十世紀の遺伝子型はCcAaとなり、両形質は互いに独立に遺伝することが判明した。`おさ二十世紀'自殖第1代の中で自家和合性と黒斑病抵抗性を併せてもつ系統は16分の3の割合で得られた。2.`おさ二十世紀'と三水(新水・幸水・豊水)との相互交雑第1代における自家和合性の発現:おさ二十世紀と三水との相互交雑を行い、F_1における自家和合性の調査を行った。おさ二十世紀を母体とした交雑では、おさ二十世紀×幸水でのみ1:1の割合で自家和合性を示す系統が出現したが、新水、豊水を交雑したものでは自家和合性個体の出現率が低かった。一方、おさ二十世紀を花粉親として新水、幸水と交雑した場合には自家和合性を示すF_1の出現率がきわめて低かった。3.自家和合性と黒斑病抵抗性を有する有望系統の選抜:おさ二十世紀の自殖第1代および交雑第1代より選抜した自家和合性で黒斑病抵抗性を示す系統について、果実の品質調査を行い、優望系統を選抜した。おさ二十世紀自殖第1代の中からは7系統、おさ二十世紀×新水の交雑第1代より3系統、おさ二十世紀×幸水でも3系統、豊水×おさ二十世紀で3系統それぞれ有望と認めた。

いずれにせよ自家和合性を有するF_1を効率よく得るには,`おさ二十世紀'を母本として交雑を行うのが望ましいことが認められた。3.自家不和合性と花柱内のRNase活性との関連性をみるため,自家和合性を示す`おさ二十世紀'およびそのF_12系統と,自家不和合性を示す`二十世紀'および`おさ二十世紀'のF_12系統について花柱内のRNase活性を比較した。しかし両者の間に何ら差異は認められなかった。鳥取県下で発見された自家和合性を示すニホンナシ`おさ二十世紀'を用い,自家和合性と黒斑病抵抗性を合せもつ新品種の育成と,ニホンナシに共通的に認められる自家不和合性を究明することを目的として,本研究を行った。平成2年度における成果の概要は次のとおりである。1.`おさ二十世紀'の自殖および交雑第一代について,平成元年度に引続き自家和合性と黒斑病抵抗性の調査を行った。自家和合性で黒斑病抵抗性を示した系統について,さらに果実の品質を調査し,新品種としての可能性のある有望系統を20系統選抜した。2.`おさ二十世紀'の自家和合性をS遺伝子の突然変異の面から調査した。自家和合性を示す`おさ二十世紀'とその自殖第一代,`おさ二十世紀'×`幸水',自家不和合性を示す`おさ二十世紀'×`豊水'のF_1,`おさ二十世紀'×`新水'のF_1のそれぞれの花柱のタンパク質を比較すると,`おさ二十世紀'×`幸水'(和合性)と`おさ二十世紀'×`豊水'(不和合)の両系統でS_2遺伝子のタンパク質が欠落していることが認められた。したがって`おさ二十世紀'の自家和合性は,S_4遺伝子が突然変異をおこしたことに基くと考えられた。3.自家和合性と花柱内のRNase活性との関係をみるため,自家和合性を示す`おさ二十世紀'交雑F_1と,自家不和合性を示す同品種の交雑F_1について,花柱内のRNase活性を測定した。しかし両者には差異は認められず,ナシにおける自家不和合性は,タバコ属における自家不和合性とは発現の機構を異にするとみなされた。
実験的アレルギー性粘膜炎における局所免疫

マウスを卵白アルブミンで能動感作する際の抗原投与の部位は腹腔よりも足底皮下の法が強い反応を引き起こした。抗原足底皮下投与による能動感作を行って作成したアレルギー性粘膜炎においては、血清中の抗原特異的lgE抗原価の上昇よりも抗原特異的lgE抗原価の上昇が著しく、人におけるアレルギー性粘膜炎モデルとは若干の相違点がある可能性が示唆された。トルイジンブルーを用いた肥満細胞染色によりアレルギー性粘膜炎および対照動物において肥満細胞が結膜固有層で増加していた。これらの肥満細胞は、その細胞異染性の特性より結合組織型肥満細胞(MCTC)であると考えられた。ハンセン液による好酸球の染色ではアレルギー性結膜炎において結膜固有層に好酸球の浸潤を認めたが、結膜上皮層への浸潤は認められなかった。対照動物においては好酸球は認められなかった。前回、カプサイシン点眼液により前処置を行っておくことにより、実験的アレルギー性結膜炎の発症が予防されることを示した。今回、ポリクローナル抗サブスタンスP抗体を用いて酸素抗体法による結膜サブスタンスP陽性神経の分布を調べたところ、カプサイシン前処置眼ではサブスタンスP陽性神経繊線維が消失していることが確認された。
超分子ナノリアクターによる酵素反応の制御に関する研究

1.本研究では、脂質二分子膜ベシクルに酵素反応を可逆的に制御するスイッチング機能を付与して、ナノスケールのインテリジェントリアクターを開発することを目的とした。2.アミノ酸あるいは糖を組み込んだ人工脂質を開発し、これらの脂質が水中で形成する二分子膜ベシクルは、ナノリアクターとして利用できる十分な会合安定性を有することを明らかにした。3.二分子膜ベシクルへの酵素の固定化について検討し、NADH依存性の酸化還元酵素である乳酸脱水素酵素は活性を維持したまま、主に静電効果により膜表面に有効に固定化されることがわかった。4.酵素反応のスイッチとして機能する人工レセプターとしてステロイドシクロファンを開発し、その分子認識能を詳細に検討した。これに基づき、脂質二分子膜ベシクルに、2種類のシグナルリガンドを認識可能なステロイドシクロファンを組み込むことで、乳酸脱水素酵素の活性制御が可能になることを明らかにした。5. 1分子で人工レセプターとしての機能を発現するステロイドシクロファンの代わりに、複数分子の膜内会合に依存してシグナル認識能が変化できる人工レセプターをいくつか開発した。これらは、膜内相分離にもとづいて酵素反応のON/OFFが可能であることが明らかになった。6.上記のナノリアクターに対して、反応制御のトリガーとなるシグナルリガンドの最適な組み合わせを検討した。人工レセプターに認識される一次シグナルとしては疎水性の芳香族アルデヒドが最適であり、人工レセプターと酵素間の二次シグナルとしては金属イオン、特に銅(II)イオンが適している。また、本系は超分子ナノリアクターとして、乳酸脱水素酵素以外の酵素にも適用可能であることがわかった。1.超分子ナノリアクターの基本構造体には,会合安定性に優れたいくつかのペプチド脂質を合成し,これらの水中での自己組織化により形成されるリポソームタイプの二分子膜ベシクルを調製して用いた。2.ナノリアクターとしての脂質リポソームに,酵素活性を保持したまま固定化できる酵素と脂質の組み合わせを種々探索し,その一つとして,NADH依存性の酸化還元酵素である乳酸脱水素酵素とカチオン性ペプチド脂質の組み合せが適していることを見い出した。3.一方,ナノリアクターに酵素活性制御能を賦与するために,胆汁酸,アミノ酸,シクロファンの3種の分子認識素子を組み合わせたステロイドシクロファンを合成し,これをナノリアクターに組み込んだ。この超分子集合体のキャラクタリゼーションには,示差走査熱量分析をはじめ種々の物理的測定法を用いた。その結果,ステロイドシクロファンは人工レセプターとして優れた分子認識能を発現することがわかった。4.ペプチド脂質,ステロイドシクロファン,乳酸脱水素酵素から構成される超分子ナノリアクターについて,ピルビン酸から乳酸への還元反応活性を評価したところ,ステロイドシクロファンの分子認識能とその応答機能にもとづいて,酵素活性を制御できることが明らかになった。5.今後は,この超分子ナノリアクターのシグナルリガンドである有機ゲストと金属イオンの組み合せを変えることで,酵素活性を自在にコントロール出来るインテリジェントナノリアクターヘの展開が期待される。1.本研究では,脂質二分子膜ベシクルに酵素反応を可逆的に制御するスイッチング機能を付与して,ナノスケールのインテリジェントリアクターを開発することを目的とした。2.前年度は,人工脂質が水中で形成する二分子膜ベシクルに,2種類のシグナルリガンドを認識可能な人工レセプターであるステロイドシクロファンを組み込むことで,NADH依存性の酸化還元酵素である乳酸脱水素酵素の活性制御が可能になることを明らかにした。この知見をもとにさらに研究を展開し,以下の成果を得た。3.ナノリアクターに適した脂質と酵素の組み合わせを種々検討し,詳細な酵素動力学の解析から,乳酸脱水素酵素はカチオン性のペプチド脂質が形成する二分子膜ベシクルに活性を維持したまま定量的に固定化できることを明らかにした。

また,その際に会合安定性に優れた膜形成脂質を用いることが重要であることがわかった。4. 1分子で人工レセプターとしての機能を発現するステロイドシクロファンの代わりに,複数分子の膜内会合に依存してシグナル認識能が変化できる人工レセプターをいくつか開発した。これらは,膜内相分離にもとづいて酵素反応のON/OFFが可能であることを明らかにした。特に,アゾベンゼン基を導入した人工レセプターは,光異性化を利用して酵素反応のスイッチングが可能になることもわかった。5.上記のナノリアクターに対して,反応制御のトリガーとなるシグナルリガンドの最適な組み合わせを検討した。人工レセプターに認識される一次シグナルとしては疎水性の芳香族アルデヒドが最適であり,人工レセプターと酸素間の二次シグナルとしては金属イオン,特に銅(II)イオンが適している。また,本系は超分子ナノリアクターとして,乳酸脱水素酵素以外の酵素にも適用可能であることがわかった。
活性型ミクログリア画像化の研究

我々はラット脳に対し定位的手術法を用いた線条体障害モデルを作製し、その障害の程度によって脳内ミクログリアが様々な程度に活性化することを種々の末梢性ベンゾジアゼピン受容体(PBR)製剤と小動物PETで検討してきた。PBR製剤と小動物PETによるラット活性型ミクログリア生体内画像化実験の結果、健側と比べ、障害側線条体に1015%前後の有意な集積増加が認められた。このPBR集積増加と活性化ミクログリアの関係を基礎的に検討するために、免疫組織染色を用いた活性化ミクログリア集積の証明(同時に炎症性マクロファージの除外)、更にRT-PCRを用いた種々の炎症性サイトカイン(TNFα,IL-1β)発現(遺伝子レベルでの毒性転換のマーカー)との関係について検討を行い、ミクログリア活性度(集積程度)と炎症性サイトカイン(TNFα)で強い正の相関が得られた。一側ラット線条体へのエタノール注入モデルと旧来のPBR製剤^<11>C-PK11195PETによる評価では、傷害側線条体に10%前後の有意な活性型ミクログリア(Mi)集積増加を認め、免疫組織染色で患側線条体に活性型Miの集族を認めた(外山ら)。ところが、傷害側線条体の集積に高いものから低いものにばらつきが認められたことから、線条体の傷害の程度の違いで性質の違う活性型Miの混在、Miの毒性転換との関連が示唆されたた。そこでHl9年度の本研究では、同様のエタノール傷害モデルラットの腹腔内にLPSを投与し、Miの性状変化によってPBRの集積に変化が生じるかどうか検討した。LPS投与群は非投与群と比べPETで有意な集積増加を認めた。さらに、RT-PCRによる遺伝子解析で、LPS投与群の方が多くのラットにサイトカイン(TNFα,IL-1β)の発現を認め、発現を認めなかったラットは集積が低かった。LPS非投与群はサイトカインの発現したラットは少なかった。LPS投与群と非投与群は活性型Miの数に有意差を認めなかった。これらの結果から、PBRの集積は、活性型Miの発現の数よりも毒性転換との関連が高いことが示唆された。培養下で活性化した外来性株化Miを直接ラットの脳内に注入したモデルでも、健側と比べ、注入側線条体に1015%前後の有意な集積増加を認め、PET撮像後の免疫組織染色で注入された活性型株化Miを認めた。PETの集積と顕微鏡下で計測された活性型株化Miの数は有意な正の相関を認めた。アルツハイマー病をはじめとする様々な神経変性疾患では、脳内で活性化ミクログリアが病変部に集積している。この活性化ミクログリアの一部が神経障害性を発現し病態形成に重要な役割を果たしていることが最近判ってきた。ミクログリアが脳内で休止型から活性型になるとPBRが発現し、PBRの発現とミクログリアの毒性転換に関連性が深いことが示唆されている。ポジトロンCT(PET)を用いて生体内でPBRの発現をモニタリングできれば神経変性疾患の早期診断が可能となる。このPBR集積増加と活性化ミクログリアの関係を基礎的に検討するために、免疫組織染色を用いた活性化ミクログリア集積の証明(同時に炎症性マクロファージの除外)、更にRT-PCRを用いた種々の炎症性サイトカイン(TNFα, IL-Iβ)発現(遺伝子レベルでの毒性転換のマーカー)との関係について検討を行う事でPET集積増加の意義の組織学的・遺伝子解析学的証明を行った。
ネットワーク状構造物のトポロジ－と強靭化

本研究では,ネットワーク状構造物の力学的強靭化に関する基本原理を獲得することを目標とした.ネットワーク状構造物とは,高分子や棒,シートなどの薄肉弾性体がネットワーク状に連結してできた構造物を指す.高分子ゲル,フォーム,ネット,トラス構造など,身の回りにさまざまな例があり,軽量や物質透過性などのすぐれた特性のため,すでに実用化されているものも多い.しかしながら,疎な弾性体部分が力を支えなくてはならず,力学的脆弱性という致命的欠点をもつ傾向にあり,強靭化への指針の確立が求められてきた.そこで本研究では,新たに,ネットワークトポロジーという視点を導入し,研究を行った.まず手始めに,2次元の規則的なネットワーク状構造である正方格子を出発点とし,系統的にトポロジーに変更を加えた例として,格子点での次数(手の数)が3と5を交互に繰り返す格子,2と6を交互に繰り返す格子をゴムひもと金具を用いて実際に作成し,引っ張って破壊させる実験を行った.その結果,次数の差が2(=5-3),4(=6-2)と大きくなるにつれ,破壊に要する仕事量(破壊エネルギー)が著しく増大することが確認された.また,破壊エネルギー増大のメカニズムを解明するため,数値シミュレーションを行ったところ,トポロジーの違いによって,応力集中の挙動が質的に変化することが分かった.さらに,メカニカルメタマテリアルと呼ばれる構造を作製し,応力集中挙動を観察したところ,通常の構造とは有意に異なる結果が得られた.ネットワークトポロジーによる強靭性の効果については,当初の計画通り,実験・数値計算による検討が進展し,メカニズムに関する有力な手がかりが得られ,さらなる強靭化への指針が得られた.また,メカニカルメタマテリアルを用いた応力集中低減の可能性についても,実験を行った結果,その可能性が示唆される結果が得られた.しかしながら,トポロジカルメカニカルマテリアルの創製やトポロジー自動生成アルゴリズムの構築については,未着手となっており,今後の挽回が必要となっている.これまでの進捗を踏まえて,今年度は以下のような研究を行う予定である.まず,トポロジカルメカニカルマテリアルの創製を試み,構造内部の欠陥に対してどのように振舞うかを実験的に検討する.次に,実験系を2次元から3次元に拡張すべく,設計手法の確立と3Dプリンタを援用した構造創製に挑戦する.その後,破壊実験を行い,構造と強靭性との関係を詳細に調べる.また,実験と並行して,数値シミュレーションにも取り組む.実験との連携を行いつつ,トポロジー自動生成や破壊シミュレーション,内部状態の可視化などの利点を十分に生かすことによって,物理的直感とは相容れないような構造の探索にもトライすることで,最適強靭構造の発見に取り組む.最終的には,実験での確認も行うことで,強靭化構造の設計指針の確立にたどり着きたい.本研究では,ネットワーク状構造物の力学的強靭化に関する基本原理を獲得することを目標とした.ネットワーク状構造物とは,高分子や棒,シートなどの薄肉弾性体がネットワーク状に連結してできた構造物を指す.高分子ゲル,フォーム,ネット,トラス構造など,身の回りにさまざまな例があり,軽量や物質透過性などのすぐれた特性のため,すでに実用化されているものも多い.しかしながら,疎な弾性体部分が力を支えなくてはならず,力学的脆弱性という致命的欠点をもつ傾向にあり,強靭化への指針の確立が求められてきた.そこで本研究では,新たに,ネットワークトポロジーという視点を導入し,研究を行った.まず手始めに,2次元の規則的なネットワーク状構造である正方格子を出発点とし,系統的にトポロジーに変更を加えた例として,格子点での次数(手の数)が3と5を交互に繰り返す格子,2と6を交互に繰り返す格子をゴムひもと金具を用いて実際に作成し,引っ張って破壊させる実験を行った.その結果,次数の差が2(=5-3),4(=6-2)と大きくなるにつれ,破壊に要する仕事量(破壊エネルギー)が著しく増大することが確認された.また,破壊エネルギー増大のメカニズムを解明するため,数値シミュレーションを行ったところ,トポロジーの違いによって,応力集中の挙動が質的に変化することが分かった.さらに,メカニカルメタマテリアルと呼ばれる構造を作製し,応力集中挙動を観察したところ,通常の構造とは有意に異なる結果が得られた.ネットワークトポロジーによる強靭性の効果については,当初の計画通り,実験・数値計算による検討が進展し,メカニズムに関する有力な手がかりが得られ,さらなる強靭化への指針が得られた.また,メカニカルメタマテリアルを用いた応力集中低減の可能性についても,実験を行った結果,その可能性が示唆される結果が得られた.しかしながら,トポロジカルメカニカルマテリアルの創製やトポロジー自動生成アルゴリズムの構築については,未着手となっており,今後の挽回が必要となっている.これまでの進捗を踏まえて,今年度は以下のような研究を行う予定である.まず,トポロジカルメカニカルマテリアルの創製を試み,構造内部の欠陥に対してどのように振舞うかを実験的に検討する.次に,実験系を2次元から3次元に拡張すべく,設計手法の確立と3Dプリンタを援用した構造創製に挑戦する.その後,破壊実験を行い,構造と強靭性との関係を詳細に調べる.また,実験と並行して,数値シミュレーションにも取り組む.実験との連携を行いつつ,トポロジー自動生成や破壊シミュレーション,内部状態の可視化などの利点を十分に生かすことによって,物理的直感とは相容れないような構造の探索にもトライすることで,最適強靭構造の発見に取り組む.
発達障害児における比喩表現の獲得に関する研究

知的障害児、特に自閉症児においては高次の象徴能力の障害が指摘されている。本研究は行動論的・語用論的立場から比喩表現の成立要因は何か明らかにし、その効果的な指導方法について明らかにすることを目的として行われた。今年度は生活年齢14歳18歳、精神年齢5歳7歳の4名の自閉症児に前訓練として曖昧図形カードを用いた命名課題を行い、さらに曖昧図形と輪郭線が異なる原刺激について命名訓練を行った。ベースライン条件ではいずれの対象児においても比喩表現は自発しなかったが、輪郭線が同一の原刺激を選択し、「ような」をモデルさせる訓練を挿入したところ最終的には全員が比喩表現が可能となり、視覚的手がかりを用いた手続きの有効性が明らかとなった。今後は「うまのようにはやい」など性質を表す非視覚性の比喩表現の成立条件について検討していく予定である。