hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臓器移植の薬理ゲノミクス研究に基づく合理的免疫抑制療法の開発

本研究の遂行により、(1)ラット心移植モデルを用いて拒絶反応および免疫抑制剤の薬効に関する遺伝子マーカーを見いだし、治療学的・薬理学的意義を明らかにした。(2)ラット肝移植モデルでも同様に遺伝子マーカーを見いだした。(3)ラット小腸移植モデルにおいては、早期拒絶マーカー候補タンパク質を同定した。ラット心移植モデル:血液中の遺伝子発現をDNAマイクロアレイにて網羅的に解析した結果、拒絶群で発現が誘導される6種の遺伝子マーカー、IRF1、PSMB9、TAP1、CTSS、NOS2、PIM1を見いだした。さらに、シクロスポリンの用量-血中濃度-遺伝子発現量の関係を検討した。血中濃度と各遺伝子発現量との関係について薬力学的解析を行ったところ、両者の関係はシグモイドEmaxモデルにより良好に記述できることが明らかとなった。これらの遺伝子マーカーは免疫抑制剤の薬効マーカーとして有用と考えられる。ラット肝移植モデル:血液中の遺伝子発現をDNAマイクロアレイにて網羅的に解析した結果、急性拒絶反応により発現が大きく誘導され、かつ免疫抑制剤シクロスポリンあるいはタクロリムスの投与によりその発現誘導が完全に抑制される4種の遺伝子を発見した。ラット小腸移植モデル:プロテインチップを用いた網羅的検討の結果、ラット小腸移植モデルの急性拒絶時に上昇する3種類のバイオマーカー候補タンパク質、MRP(Migration-inhibitory-factor-related protein)-8(10.1kDa)、MRP-14(13.0kDa)、およびリゾチーム(14.8kDa)を検出した。リゾチームは免疫抑制剤投与により発現が抑制されていたことより、急性拒絶マーカーのみならず免疫抑制剤の薬効マーカーとなりうる。一方,MRP-8とMRP-14は拒絶の早期マーカーとなりうることが示唆された.本研究の遂行により、(1)ラット心移植モデルを用いて拒絶反応および免疫抑制剤の薬効に関する遺伝子マーカーを見いだし、治療学的・薬理学的意義を明らかにした。一方,MRP-8とMRP-14は拒絶の早期マーカーとなりうることが示唆された.免疫抑制療法は移植医療の根幹をなすものであるが、現行の薬剤投与は経験則に基づいており、グラフト臓器に対する生体の免疫応答や免疫抑制剤の分子作用機構は十分に解明されていない。そこで本研究では、ゲノム薬理学、臨床薬理学、移植外科学を融合し、科学的な免疫抑制療法の確立をめざし、本年度はまず肝移植後の移植肝再生速度と薬物代謝能の経時変化の解析を目的とした。生体部分肝移植が実施された7症例を対象に、シクロスポリンA(CyA)の血中濃度をモノクロナール抗体法で、またCyAとその代謝物も併せた血中濃度をポリクロナール抗体法で、それぞれ経日的に測定し、双方の測定法で得られた濃度の差からCyA代謝物生成の様相を推測した。その結果、代謝物の血中濃度は移植翌日から上昇し始め、CyA自体の濃度と同様、移植後34日目には定常状態に到達する傾向が認められたことから、移植肝のCYP3Aは術直後から正常に活性を保持していることが示唆された。一方、従来よりCYP3A活性のマーカーとされてきた尿中の6β水酸化コルチゾール/内因性コルチゾール(6βOHF/F)比は、拒絶状態と診断された日の23日前から急激に上昇し正常値の2倍以上に到達した後、回復する傾向にあったことから、尿中6βOHF/F比を拒絶反応の予知に活用できる可能性が示唆された。近年、CyAやタクロリムスの代謝に関与するCYP3A活性を左右する因子としてCYP3A5遣伝子多型が注目されている。そこで、本年度はゲノム薬理学の観点からのアプローチとして、移植肝に含まれるCYP3A5の迅速な遺伝子診断を実施すべく、TaqManPCR法による診断法を確立した。本法によるCYP3A5^*3(6986A>G)の検出法は、アッセイ行程が少なく迅速性に優れ,多検体処理が可能であることから今後の臨床研究に寄与できるものと判断された。

本年度の研究は、種々の臓器移植モデルを用いて免疫抑制剤の薬効あるいは拒絶反応に関するバイオマーカーを探索することを目指した。心臓移植モデルでの検討:ラット異所性心移植モデルを用いた。非拒絶群はLewisラット間の移植、拒絶群と免疫抑制群ではACIラットからLewisラットへ移植を行い、免疫抑制群では移植後にシクロスポリン(5mg/kg)を連日投与した。各群から経日的に血液を採取してRNAを抽出し、DNAマイクロアレイおよびリアルタイム定量PCRの試料とした。非拒絶群、拒絶群および免疫抑制群の3群の遺伝子発現パターンを比較し、拒絶反応を予測しうるバイオマーカー候補を探索した。小腸移植モデルでの検討:ラット異所性小腸移植モデルとして、拒絶群(BNラットからLewisラットへの移植)、非拒絶群(Lewisラット間の移植)、FK506投与群(BNラットからLewisラットへの移植後、免疫抑制剤FK506を投与)を作製し、対照として開腹のみの模擬処置群を作製した。経日的に尾静脈より採血し、プロテインチップ・システムを用いてタンパク質を網羅的に解析し、拒絶反応時に特異的に出現するタンパク質の検出を試みた。その結果、拒絶群において分子量10.1、13.0および14.8kDaに相当するピークの顕著な上昇が認められた。これらは小腸移植後の拒絶反応発現を予測するための新規バイオマーカーとなる可能性が示唆された。本年度の研究成果は、(1)ラット心移植モデルにおいて、拒絶反応および免疫抑制剤の薬効に関する遺伝子マーカーの治療学的・薬理学的意義を明らかにした。(2)ラット肝移植モデルにおいて、新規バイオマーカーを見出した。(3)早期拒絶マーカー候補タンパク質を同定した。ラット心移植モデル:前年度において得られた4種の遺伝子マーカーに関して、シクロスポリンの用量-血中濃度-遺伝子発現量の関係を検討した。シクロスポリンの血中濃度と各遺伝子の発現量との関係について薬力学的解析を行ったところ、両者の関係はシグモイドEmaxモデルにより良好に記述できることが明らかとなった。これらの遺伝子マーカーはインターフェロンγの発現に関与する転写因子や抗原提示に関与するプロテアソームタンパクなどであり、免疫抑制剤の薬効マーカーとして有用と考えられる。ラット肝移植モデル:非拒絶群は同系統ラット間の移植、拒絶群と免疫抑制剤投与群(シクロスポリンあるいはタクロリムス投与)では異系統ラット間の移植を行った。血液中の遺伝子発現をcDNAマイクロアレイにて網羅的に解析し候補遺伝子の探索を行い、さらに定量的PCR法により発現量変化の確認を行った。急性拒絶反応により発現が大きく誘導され、かつ免疫抑制剤シクロスポリンあるいはタクロリムスの投与によりその発現誘導が完全に抑制される4種の遺伝子を発見した。ラット小腸移植モデル:前年度に得られた分子量:10.1、13.0、および14.8kDaに相当する早期拒絶マーカー候補タンパク質の精製条件をプロテインチップにより確定した。この条件を用いて拒絶群の血漿から各タンパク質をSDS-PAGEにて分離・精製し、MALDI-PSD-MSにより各タンパク質を同定することに成功した。
カオス的パルス系列発生器の合成とその秘匿多重化通信への応用

本研究は、カオス的パルス系列発生器(CPG)を基本とする高性能の秘匿多重化通信方式を開発するための基礎理論の構築を目指したものであり、以下のような成果を得た。・多彩なカオス的パルス系列を生成する回路を合成し、その動作を理論的に解明した。・高い周波数の周期信号を印加することにより、状態を離散化してカオス的パルス系列を様々な安定な周期的パルス系列に変化させる方法を開発した。そして、これを高容量の符号源として使用するための基礎理論を構築した。・安定化された周期的パルス系列の多重分離系を開発し、これを高機能秘匿多重化通信系に発展させるための基礎理論を構築した。・カオス発生回路、パルス安定化回路、パルス列多重分離回路の基本回路を、集積化に適した形で実装し、理論結果の一部を実験で確認した。本年度は、カオス的パルス系列発生器(CPG)を基本とする高性能の秘匿多重化通信方式を構築するための基礎技術を確立することを目的として研究を進め、以下のような成果を得た。(a)情報符号源構成の基礎として、CPGに周期パルスを印加することにによって、カオスに潜在する不安定周期パルス(UPP)の内の所望のものを抽出する手法を構築した。同手法においては、印加する制御信号の周波数と位相によって、抽出できるUPPの周期の精度が決まるが、その関係は、力学系理論によって解明された。(b)UPPを単位情報として、これを多重化して伝送し、受信側では、動的な自己組織化神経回路網を応用した多重分離回路を用いて情報信号を分離し再現する手法を構築した。同手法における多重化信号分離が可能な初期値とパラメータに関する十分条件を導出した。また、多重化による信号の秘匿性、情報伝送の効率、および信頼性しついて、その基礎事項を考察した。(c)系を集積回路化するための基礎として、MOSによる実装回路の等価回路を試作し、系の動作を確認した。また、系のパラメータが大きくゆらいだ場合等の、理論的裏付けが困難な環境における系の基本動作も実験的に解明した。本年度は、カオス的パルス系列発生器(CPG)を動作の解析と、秘匿多重化パルス通信方式のための基礎技術の確立を目的として研究を進め、以下のような成果を得た。(a) CPGの2つの周期信号による制御法を考案し、各信号の機能を解明した。まず、第1入力はパルス列の基本動作を決定する機能を有し、これによって様々なカオス的パルス列を生成することができる。カオス的パルス列の動作は不安定であるが、系列は多種多様となる。そして、第2入力は、系の状態を量子化してパルス列を安定化する機能を有する。これによって、多様なカオス的パルス列を安定化して、豊富な情報符号源を生成できる。(b)安定化されたパルス列の動作解析は、整数値写像の解析に帰着でき、これは計算機を用いて厳密かつ高速に解析できる。これによって、デジタル情報の適切なパルス間隔変調方式の基礎が固められた。(c)多重分離系は、CPGの動作に、自己組織化特徴写像で用いられているWinner-Take-All機能を動的に適用することによって構成されている。同系の基本機能を理論解析し、分離可能条件、分離速度、動作の安定性等を解明した。また、チップ化を念頭においた基本回路を試作し、系が適切に動作することを確認した。
極薄ストリップのマイクロ圧延における摩擦潤滑メカニクス

近年、金属マイクロフォーミングへのニーズ拡大により、その素材の極薄ストリップ(金属箔)には優れた力学特性および機能特性付与と、より高い品質保証が期待され、マイクロ圧延への技術要求も年々高くなっている。マイクロフォーミング性と精度の向上に関する成果は、マイクロ圧延に反映され、マイクロトライボロジーやマイクロメカニクスに活用が望まれる。一方、マイクロ圧延及びマイクロフォーミングの設計に適用できるFEMモデルは十分でなく、物性値や諸境界条件に関して未解明な点が多い。本研究では非対称圧延のマイクロ圧延実験を行うことによってFEMモデルに必要な基礎的な情報を得て、優れた成形性と高精度で高品質な金属箔製造のためのマイクロ圧延におけるトライボロジー因子を含めた影響因子解明を目的とし、以下の事項について検討した。1)マイクロ非対称圧延に関する実験的検討:マイクロ圧延に適した非対称圧延もできる先進マイクロ圧延ミルの設計開発を行い、50マイクロより薄い箔の製造に成功した。異なる結晶粒径のSUS304ステンレス鋼箔を用いてマイクロ圧延での摩擦評価試験と引張試験を行い、摩擦係数を求めると同時に、新たな摩擦係数モデルに使えるデータを収集した。同時に、圧下率、相対圧延速度及び素材とロール材料の表面粗さなどのトライボ条件を変化させたマイクロ圧延実験を行い、トライボ条件に応じた表面粗さの変形挙動および伸長挙動を詳細に観察した。2)FEMモデルによる検討:昨年度開発した非対称圧延における実際の三次元表面粗さをモデリングした金属箔のFEMモデルを用いて、表面粗さの進展挙動、ロールによる変形特性などの解析結果を得ることに成功し、マイクロ圧延における摩擦・潤滑特性を同定した。それを通して金属箔のマイクロ圧延における最適マイクロ圧延スケジュールを示し、摩擦条件、表面相互作用および潤滑特性などの影響を明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。
「後期年少者」の法的地位に関する研究-15歳の自律・25歳の支援を中心に

後期年少者(15歳25歳)につき、高校生(五つの高校-麻布高校・大妻女子高校・都立新宿高校・県立千葉高校・県立兵庫高校-の生徒)・大学院生(東大法科大学院の学生。なお、比較のために東大法学部生も調査対象に加えた)を対象に調査・研究を行い、成年(20歳)を境にして成年者と未成年者とをカテゴリックに区別して法的処遇を大きく変える現行法制に対して、未成年者にも自律を広く認める一方で、成年者に対しても支援が必要であることを確認した。今年度は、「後期年少者」に適用される法の概況(民法のほか、少年法・教育法・労働法・児童福祉法・医事法・国際人権法などにおける実定法及び研究状況)の把握に努めた。具体的には」1民法〔家族法〕から見た子ども-離婚・再婚と養育費(民4条・5条、766条、818条・819条、家審)、2民法〔財産法〕から見た子ども-契約当事者・財産所有者としての子ども(民3条・824条、206条、90条、96条・消契4条)、3民法〔財産法〕から見た子ども-学校事故・いじめと民事責任(民709条、710条、719条、714条、国賠)、4刑事法から見た〔加害者としての〕子ども-少年事件(少年法)、5刑事法から見た〔被害者としての〕子ども-児童買春ポルノ法、援助交際(児童買春ポルノ法)、6社会法〔労働法〕から見た子ども-アルバイト(労働基準法・パートタイム労働法)、7社会法〔社会保障法〕から見た子ども-児童福祉法・児童虐待防止法(児童福祉法・育児・介護休業法、児童虐待防止法)、8行政法から見た子ども-風俗営業法、飲酒・喫煙(未成年飲酒喫煙法、風俗営業法)、9医事法から見た子ども-臓器移植法・母体保護法、生殖補助医療(母体保護法・臓器移植法)、10憲法・教育法から見た子ども-教育を受ける権利・教育基本法、障害児教育(憲法・教育基本法)、11憲法・教育法から見た子ども-結社の自由・参政権(公職選挙法・NPO法)、12国際人権法から見た子ども-児童の権利条約、フェア・トレード(児童の権利条約)をとりあげた。その成果の一部として、学生たちの協力を得て、民法を中心に基本的な法領域における典型的な問題を、中高生向けの書物にまとめた。今年度は、「後期年少者」のうち未成年者(準成年者)につき、その自律の可能性を探った。実際の作業としては、15歳から18歳までの年齢の者たち(高校生)が、学校生活の中で自分たちの自律の能力を養う機会となる課外活動(特別活動)として、生徒会活動のほかに、運動会・文化祭・修学旅行の3つを取り出して、その歴史と現状について概観するとともに、いくつかの学校でインタビューや調査を試みた。具体的には、麻布高校(私立・男子・東京)、大妻高校(私立・女子・東京)、新宿高校(公立・共学・東京)、千葉高校(公立・共学・首都圏)、兵庫高校(公立・共学・関西)に取材のお願いをし、その結果をとりまとめて、分析を加えた。この作業は、ロースクールのゼミ生たちの協力を得て、2009年4月から7月までの間に行い、その成果は、2010年3月に羽鳥書店から『18歳の自律-東大生が考える高校生の「自律プロジェクト」』として出版した。この作業を通じて、いくつかの課外活動を「自律プロジェクト」としてとらえることができること、プロジェクトのあり方は学校によって多様でありうること、「自律」については複数の考え方がありうるかこと、などが明らかになった。プロジェクト成功の条件やそれが生徒にもたらす影響などについては明示的な分析を行うに至らなかったが、上記出版物を通読すると、これらの点についても一定の示唆が得られるものと思う。なお、今回の調査を通じて、その計画や実施につき次年度に注意すべき点も明らかになった。また、次年度の課題もより明確にすることができた。今年度は、「後期年少者」のうち初期成年者につき、これらの者への支援の現状と正当性を検討した。実際の作業としては、ロースクール生(専門職大学院の一つである法科大学院の学生)に焦点をあわせて、その生活の実状を学部生と対比しつつ明らかにするとともに、ロースクール生に対する支援制度のいくつかをとりあげた。具体的には、東京大学法学部・法科大学院でアンケート調査を行うとともに、法科大学院生が利用可能な奨学金・授業料免除の制度のほか、学生寮や子育て支援という現物給付につき調査を行い、その結果をとりまとめて分析を加えた。この作業は、ロースクールのゼミ生たちの協力を得て、2010年4月から7月までの間に行い、その成果は、2010年3月に羽鳥書店から『22+歳の支援-ロースクール生が考える大学院生の「支援システム」』として出版した。

この作業を通じて、いくつかの制度を「自律システム」としてとらえることができること、支援システムのあり方は学校によって多様でありうること、「支援」の正当化原理には複数の考え方がありうるかこと、などが明らかになった。対象はロースクール生に限られ、大学院生一般には及ばなかったが、上記出版物を通読すると、一定の示唆が得られるものと思う。なお、前年度・今年度の調査結果を総じて見ると、法的な観点からの「後期年少者」像を構築しうるものと考える。
画像統計解析と剖検所見に基づく認知症の鑑別診断

1: 2011年国際アルツハイマー病(AD)学会で初めてMRIなど客観的バイオマーカーが採用。2018年には、新たな研究枠組が提唱され、ADの病因、病態に即したバイオマーカーに基づき、「発症前、Aβ沈着段階、さらに神経変性が進む過程を包含し、疾患ステージを連続スペクトラム」としてとらえ背景病理に迫ろうとする新たな試みがはじまり、Aβ沈着がない、AD以外の背景病理を持つ認知症への視点がはじめて記載された。2:上述の変性認知症への視点は、臨床ー画像ー病理をつなぎ、背景病理を推定しうる早期診断技術開発をめざす当研究の意図そのものである。3:認知症疑い3次元解析可能なMRI17742例のうち、前方視的に追跡変性認知症87例:AD17例、DG14例、SD-NFT7例と、高齢者タウオパチーが高率に存在することが明らかとなった。4:複合病理は高率:変性認知症に限定23%、さらにアミロイドアンギオパチー合併はADで100%、レビー小体型認知症で58%。5:本邦で活用されるVSRADの関心領域評価では、DGとADの鑑別は困難。6:病理確定診断DG延14検査、AD延20検査:3次元T1強調画像を用い海馬、扁桃体、嗅内皮質、迂回回の体積計測:DGの形態的特徴は、迂回回から嗅内皮質のもっとも内側面萎縮、扁桃腹側の鉤部、側頭極の萎縮。ADおよび正常対照に比し、3群比較ノンパラメトリックSteel Dwass検定で有意差あり。7:DGの萎縮は、側頭葉内側から側頭極にかけ限局的なものが多く、ADは病期にしたがい全脳萎縮が明瞭。8:生前のアミロイドPET陰性、MRIで局所萎縮がとらえられない80代例で、病理学的にも明瞭な変性疾患が指摘できない正常対照例が蓄積された。9:上述の形態的特徴を踏まえ、VSRADの手法を用い、迂回回に独自のVOIを設定してDGとAD/NCの鑑別ソフト開発進捗。2016年度研究成果:1具体的内容:本研究は、認知症を惹起する病態を脳MRIを客観的バイオマーカーとして用い、臨床、創薬に役立つ診断技術を開発することにある。東京都健康長寿医療センターにおける臨床、画像、病理を結び検討することにより、背景病理に基づく正確な認知症の鑑別診断を行うことを骨子とする。2研究意義:高齢者認知症で広く知られているアルツハイマー病の創薬治験が進められている昨今、対象症例の発症前、極早期を含む背景病理を推定しうる客観的バイオマーカーの開発は必須事項と考えられる。東京都健康長寿医療センターでの連続剖検のうち、軽度認知機能障害545例の内訳では、アルツハイマー病、嗜銀顆粒性認知症、神経原線維変化型認知症は、それぞれほぼ同率であり、これらを正しく臨床において鑑別することは、治療(創薬治験を含む)、介護、看護方針に直結する重要な課題であり、本研究の意義を示す。3本研究の重要性:昨今の社会において軽度認知機能障害のマネージメントは重要な課題である。道路交通法の改正に基づく、高齢者での運転免許更新の際の認知症テストの義務付けもその一端を示すが、客観的な画像診断は、その判断の一助となる。軽度認知機能障害を含む認知症の症状として、万引き、ゴミ屋敷、徘徊の果ての失踪、交通事故などに対しても、正しい診断にもとづく適切な介護、看護、治療方針の選定が重要な役割を果たすと考えられる。安全、安心な社会のなかで、どのように高齢者が個々に即した意義ある人生を全うするかにも関わる。1:認知症精査画像2005年12月6日から2017年3月31日まで、認知症精査でMRを施行した16480例につき、前方指摘に得られた80開頭剖検例では、嗜銀顆粒性認知症(DG)を筆頭とするsenile taupathyがAllzheimer's disease(AD)、DLBに匹敵、あるいは凌駕し、高率に存在することを改めて示した。3:剖検例の形態的詳細評価、病理知見に基づき、海馬、扁桃体、嗅内皮質、迂回回の体積を用手的に計測:初期ADの変性、萎縮部位として知られる嗅内皮質は、DG萎縮が重なる。体積計測と、3群比較ノンパラメトリックのSteel Dwass検定では、左右差のある迂回回近傍萎縮がDGとADの鑑別点となる可能性が示された。用手的体積測定の経験は、DGにおいて迂回回から嗅内野皮質の最も内側面の直線化および扁桃腹側の鉤部の直線化、側頭極の萎縮が特徴的であった。DGの萎縮は側頭葉内側から側頭極にかけ限局的なものが多く、ADは病期に従い全脳の委縮が明瞭となる。4:視診上での鑑別点ポイントの提案と読影実験:エキスパート2名での読影実験は、正診率73%と有用性を示した5:2011年ADの国際診断基準で示された複数のバイオマーカーとの組み合わせは、DG、ADの鑑別に有用性がある。脳脊髄液検査、脳血流SPECTは、DG,AD鑑別に一定の有用な情報を与える。1変性認知症疑いで検査された16480例のMRI施行例を、臨床、画像で追跡し、80例の剖検を得、神経病理所見と、臨床、画像所見の対比を行った。2視診上の評価

および、現在流布している簡便ソフトでは鑑別困難であった、嗜銀顆粒性認知症、アルツハイマー病の鑑別ポイントが迂回回に近傍にあることを、統計解析上も示唆しうる結果を得た。3また、臨床現場での診断に寄与するために、視診実験も行い、教育による高齢者タウオパチーとアルツハイマー病との鑑別についても有用な知見を得た。1: 2011年国際アルツハイマー病(AD)学会で初めてMRIなど客観的バイオマーカーが採用。2018年には、新たな研究枠組が提唱され、ADの病因、病態に即したバイオマーカーに基づき、「発症前、Aβ沈着段階、さらに神経変性が進む過程を包含し、疾患ステージを連続スペクトラム」としてとらえ背景病理に迫ろうとする新たな試みがはじまり、Aβ沈着がない、AD以外の背景病理を持つ認知症への視点がはじめて記載された。2:上述の変性認知症への視点は、臨床ー画像ー病理をつなぎ、背景病理を推定しうる早期診断技術開発をめざす当研究の意図そのものである。3:認知症疑い3次元解析可能なMRI17742例のうち、前方視的に追跡変性認知症87例:AD17例、DG14例、SD-NFT7例と、高齢者タウオパチーが高率に存在することが明らかとなった。4:複合病理は高率:変性認知症に限定23%、さらにアミロイドアンギオパチー合併はADで100%、レビー小体型認知症で58%。5:本邦で活用されるVSRADの関心領域評価では、DGとADの鑑別は困難。6:病理確定診断DG延14検査、AD延20検査:3次元T1強調画像を用い海馬、扁桃体、嗅内皮質、迂回回の体積計測:DGの形態的特徴は、迂回回から嗅内皮質のもっとも内側面萎縮、扁桃腹側の鉤部、側頭極の萎縮。ADおよび正常対照に比し、3群比較ノンパラメトリックSteel Dwass検定で有意差あり。7:DGの萎縮は、側頭葉内側から側頭極にかけ限局的なものが多く、ADは病期にしたがい全脳萎縮が明瞭。8:生前のアミロイドPET陰性、MRIで局所萎縮がとらえられない80代例で、病理学的にも明瞭な変性疾患が指摘できない正常対照例が蓄積された。9:上述の形態的特徴を踏まえ、VSRADの手法を用い、迂回回に独自のVOIを設定してDGとAD/NCの鑑別ソフト開発進捗。今後の研究の推進方策について1上記解析結果をもとに、軽度認知機能障害段階のアルツハイマー病、嗜銀顆粒性認知症の鑑別診断技術を開発する。病理学的知見、画像解析知見から、両者の萎縮がはじまる解剖学的構造は非常に近接している。しかし、アルツハイマー病が嗅内野皮質からはじまり、全脳に萎縮、病理学的所見が広がっていくのに対し、嗜銀顆粒性認知症はその腹方迂回回に病変が強調され、限定的な萎縮にとどまる可能性が示された。2これらの知見をもとに、MRIの視覚的鑑別診断ポイント、VBM解析を用いた解析を進め、鑑別に資する。1今回の検討までに得られた、アルツハイマー病と嗜銀顆粒性認知症の神経画像上の鑑別ポイントを、さらに洗練させ、簡便な鑑別ソフト開発を進める。2時系列によるアルツハイマー病と嗜銀顆粒性認知症の萎縮の局在、全脳萎縮の進捗の差異について、画像統計解析手法を用い、客観的な鑑別点を探る。3視診診断のためのブラインドテストの結果はある程度良好であったが、いずれも13年、4年の認知症画像診断の経験がある神経放射線専門医によるものである。今後、認知症画像の読影ポイントの教育を進め、視診診断の可能性を広めるための方策を検討する。1画像データ解析手法の技官への教育、解析実施を進めた第1年度であるが、さらにデータ解析を進める次年度に、人件費確保、診断技術ソフト解析などを持ち越すこととなったため。
大規模分散環境を用いたP2Pネットワーク流通ファイル制御システムの研究

本研究では,P2Pファイル共有ネットワークを対象とし,偽のファイルやメタ情報をP2Pネットワークに流すことで制御を行うポイズニングと呼ばれる流通するファイルおよびトラヒックを制御する手法の開発とその有効性の実ネットワークにおける検証を行うことを目的とする.具体的には,(1)分散環境を用いたポイズニングによる流出ファイルの制御,(2)P2Pトラヒックのローカライゼーション(トラヒックの地域内封じ込め)および,(3)大規模P2Pシステムの制御効果の可視化技術の研究開発を行う.本研究では,P2Pファイル共有ネットワークを対象とし,偽のファイルやメタ情報をP2Pネットワークに流すことで制御を行うポイズニングと呼ばれる流通するファイルおよびトラヒックを制御する手法の開発とその有効性の実ネットワークにおける検証を行うことを目的とする.具体的には,(1)分散環境を用いたポイズニングによる流出ファイルの制御,(2)P2Pトラヒックのローカライゼーション(トラヒックの地域内封じ込め)および,(3)大規模P2Pシステムの制御効果の可視化技術の研究開発を行う.本研究では、P2Pファイル共有ネットワークを対象とし、流通するファイルおよびトラヒックを制御するために、偽のファイル、および、偽のメタ情報(ファイルの位置情報)を能動的にP2Pネットワークに流すポイズニングと呼ばれる手法の開発とその有効性の実証実験による検証を目的とする。また、ポイズニング制御の効果・特性をより明らかに把握するために、P2Pネットワークの情報をリアルタイムに測定・可視化するための分散測定環境を日本各地にノードが分散配置されているCoreLab上に開発し、さらに可視化による対話的な現象解析と効率的な制御方式に役立てることを目的とする。今年度の研究成果は、(1)多くのユーザが利用するP2Pファイル共有アプリケーションであるWinny、Share等を対象として有効なポイズニング方式を開発し、その効果を評価した。ネットワークへの影響を最小限に抑えるため、偽者のファイルを流通させる(ポリューション)のではなく、偽のメタ情報(ファイルの位置)を流すことにより、実質ファイルが存在しなくなるインデックスポイズニング手法を開発した。(2)さらに次年度以降、地理的に分散したポイズニング方式を開発するために、まず、地理分散測定評価システムを開発し、CoreLabというネットワーク仮想化環境上に構築を行った。P2Pネットワークのトポロジー情報を正確にリアルタイムで把握することは、ポイズニングを始め、P2Pネットワークの制御方法に対して、スケーラブルで効率的な手法の開発に有益である。また、(3)P2Pネットワークは自律分散システムでかつ規模も大きく、参加するコンピュータが動的に変化する。情報可視化は、このような大規模で複雑な現象の解析、有効な制御方式を開発するために非常に有効である。そのため、我々は大規模ネットワークを簡略化して段階的な詳細度で表現し、対話的に可視化する手法を開発した。今後、さらに分散測定システムと可視化システムを統合することにより、リアルタイムにP2Pネットワークを可視化し制御する分散システムを開発する予定である。特に、可視化結果から、ポイズニングの対象を明らかにし、対話的にその対象に対してポイズニング制御を行うシステムを開発する予定である。本研究では、P2Pファイル共有ネットワークを対象とし、流通するファイルおよびトラヒックを制御するために、偽のファイル、および、偽のメタ情報(ファイルの位置情報)を能動的にP2Pネットワークに流すポイズニングと呼ばれる手法の開発とその有効性の実証実験による検証を目的とする。今年度の研究成果は、(1)P2Pファイル共有アプリケーションであるWinnyに対し、昨年度開発したインデックスポイズニング方式をさらに改良し、ネットワークへの影響を最小限に抑えるため、ネットワークの構造を用いて選択的にポイズニングを実施することで制御トラフィックを従来の1/3程度に抑える一方でポイズニングの効果を従来同様に維持する方式を開発した。(2)また、昨年度の成果と組み合わせることで、Winnyに対し、(a)トポロジークローラ(b)トポロジー解析(c)インデックスポイズニング(d)評価システムという4つのサブシステムからなるトータルなシステムを構築しCoreLab上で評価を行った。(3)次に、よりグローバルなP2Pネットワークの例として、BitTorrentのswamに対するクローラを開発し、短時間で効率的にリソースを使用しながらトポロジー情報を得る手法を開発した。(4)これらのWinnyやBitTorrentの情報可視化は、このような大規模で複雑な現象の解析、有効な制御方式を開発するために非常に有効であるため、大規模ネットワークを簡略化して段階的な詳細度で表現する可視化手法を開発した。今後、リアルタイムにP2Pネットワークを可視化し制御する分散システムを開発する予定である。特に、可視化結果から、有効な制御方法を明らかにし、対話的にその対象に対して制御を行うシステムを開発する予定である。本研究では,P2Pファイル共有ネットワークを対象とし,流通するファイルおよびトラフィックを制御するために,偽のファイル,および,偽のメタ情報(ファイルの位置情報)を能動的にP2Pネットワークに流すポイズニングと呼ばれる手法の開発とその有効性を実ネットワークにて実証実験を行うことを目的としている。

今年度は、流通するファイルおよびトラフィックを制御するために、従来型のポイズニングによりファイルの拡散の抑制とトラフィック量の抑制という観点だけではなく、P2Pトラヒックのローカライゼイション(局所化)によりトラフィック量の削減を実現する手法を新規開発した。また、制御の効果・特性をより明らかに把握するために、P2Pネットワークの情報を効率的な制御方式に役立てる可視化手法を新規開発し、平成23年度から繰り越して予定していた研究計画を完遂した。より具体的には、まず、前者のP2Pトラフィックのローカライゼーションでは、BitTorrentを対象とし、制御ピアと呼ばれる制御を目的として参加するノードから、与えられたピアに対して近隣のピア情報を交換メッセージにより注入する方式を考案し、各ピアがより近隣のピアとトラフィック交換をする機構により、アプリケーションを改変することなく、ISP間を流れるトラフィックを削減することが可能となった。また、後者の可視化技術では、P2Pネットワークを構成するピアをAS毎にクラスタリングし、AS間のProvider-Customer関係に基づいて、ピア間の接続関係が常に山形に表示されるような3次元可視化手法を新たに考案し、P2Pネットワーク全体の構造を把握すると共に、トラフィックの制御効果を確認し、制御方式の改善をするためのツールを開発した。24年度が最終年度であるため、記入しない。
ロボットを用いた面取り作業の品質コントロール

1.昨年度までの実績本研究では,これまで学術的にとらえられることの少なかった面取り作業について,後工程によって要求される形状・用途による面取りの品質のコントロールに必要なパラメータを考え,工作物のCADデータからその品質を実現するための多関節ロボットの動作プログラムを自動生成し,センサで知能化されたロボットによって面取り作業を行うCAMシステムの開発を目的としている.平成11年度は工具経路の自動生成,基本的な面取り工具の試作を行い,基礎的なシステムの構築を行った.本年度は、その次の段階として以下のような成果をあげることができた.2.複雑な形状への対応昨年度の面取り工具では対応できなかった複雑な形状,特に凹面を含む工作物に対しての面取りを行うために,工作物に接触する部分の工具の改良を行い,対象となる工作物の曲率によっては低かった加工性を飛躍的に改善することができた.3.切り込み量制御機構原理的に制御することのできなかった面取り幅を,工具ホルダにアクチュエータを内蔵することによって自由に制御できるようにした.しかも,各加工対象点においてエッジ角度が変化する場合でも,工作物の形状を定義したCADデータから自動的に面取り幅を算出し,リアルタイムで切り込み量を指令することにより指令面取り幅を実現できるようになった.本研究では,これまで学術的にとらえられることの少なかった面取り作業について,後工程によって要求される形状・用途による面取りの品質のコントロールに必要なパラメータを考え,工作物のCADデータからその品質を実現するための多関節ロボットの動作プログラムを自動生成し,センサで知能化されたロボットによって面取り作業を行うCAMシステムの開発を目的としている.本年度は、その基礎段階として、以下のような成果をあげることができた1.加工曲線上における工具経路の自動生成面取り面の特性に応じた工具の位置と姿勢を生成し,工具の移動経路を自動生成するための初期段階として,比較的単純ではあるが,CADデータに基づき,自由曲面を含む面から構成される工作物の稜線に対して工具経路生成を行い,システムの基本的性能を確認することができた.2.面取り工具の試作面取り工具は対象工作物によって異なるので,調査の結果に基づいて,現場のニーズに合わせた工具を試作する.本年度は,従来から開発していた回転工具に加え,繰り返し加工を行わなくて済む1枚刃の工具を作成し,実験を行い,その基本的特性を確認した.1.昨年度までの実績本研究では,これまで学術的にとらえられることの少なかった面取り作業について,後工程によって要求される形状・用途による面取りの品質のコントロールに必要なパラメータを考え,工作物のCADデータからその品質を実現するための多関節ロボットの動作プログラムを自動生成し,センサで知能化されたロボットによって面取り作業を行うCAMシステムの開発を目的としている.平成11年度は工具経路の自動生成,基本的な面取り工具の試作を行い,基礎的なシステムの構築を行った.本年度は、その次の段階として以下のような成果をあげることができた.2.複雑な形状への対応昨年度の面取り工具では対応できなかった複雑な形状,特に凹面を含む工作物に対しての面取りを行うために,工作物に接触する部分の工具の改良を行い,対象となる工作物の曲率によっては低かった加工性を飛躍的に改善することができた.3.切り込み量制御機構原理的に制御することのできなかった面取り幅を,工具ホルダにアクチュエータを内蔵することによって自由に制御できるようにした.しかも,各加工対象点においてエッジ角度が変化する場合でも,工作物の形状を定義したCADデータから自動的に面取り幅を算出し,リアルタイムで切り込み量を指令することにより指令面取り幅を実現できるようになった.
文化運動の普及に関する実証的研究

宮城のうたごえ運動、及びその中心となった仙台合唱団の歴史をまとめるため、仙台市にある東北音楽センターに保管されている資料を整理したほか、数多くの団員(旧団員を含む)をはじめ、宮城、東北、全国のうたごえ運動関係者のインタビュー調査、個人資料の収集・整理を行った。日報の形式まとめた運動史年表およびその概説を、1990年度まで完成させた。特に、80年代以降は歴史というよりも現状に近いものであって、運動においてもきちんとした総括がなされていないため、仙台合唱団の団員だけではなく、宮城や東北の運動関係者からの聴き取り調査によって、総括を先取りするという検討を行った。その結論として、40年以上にわたる運動の展開の中で、仙台合唱団は5期の画期を伴った正確の変化を遂げていること、その画期は今まで通りの経験的な方式ではうまく行かなくなった「停滞」の時期と、新しい方式を見いだして体制を確立してくる「前進」の時期との狭間に当たり、それぞれが新しい時代を中心的に担う人物を必要としてきたことを明らかにした。よって集団の展開は、サークル構造の変化と人物の関わりという2側面から検討されざるを得ないこと、と同時に、運動体としての特質から、自分の集団の展開は絶えず外側との関係によって引き起こされてきたことを証明した。そして、運動の前進を考えるならば、中心合唱団の中心性が周りから如何に求められるかが決定的であり、そのためには運動の地域的形態=地域づくりや住民自治の形成との関連が問われる必要があることを提示した。研究の学際的位置づけに関しては、特に社会教育学の課題として、論文「大衆運動のおける教育実践について」をまとめた。仙台市にある東北音楽センターに保管されている資料の収集を進め、40年にわたる宮城のうたごえ運動関係者(団体)のリストとその歩みが整理されつつある。特に、運動の空白期であった1989年52年と56年57年が、関係者との聴き取り調査等によってある程度埋まりつつある。宮城の運動と中央(日本のうたごえ全国協議会)との関連も、中央の資料によりある程度集まりつつある。中心合唱団としての仙台合唱団と仙台市内のサークルとの関連、または東北各県との関連では、仙台と山形、岩手の資料が整理されつつある。まず、55年時における中央と宮城の運動理念上の対立点(職場に入り込み青年を組織するという階級的運動論と、うたごえ運動の巾広論=運動の大衆化と音楽運動としてのうたごえ運動との対立・矛盾)が明らかにされ、その観点は現在までも内部に引き継がれていることなど、研究上の視点が提示されたことは大きい。この中で、人物史を通して運動史を検討するという視角が導かれた。しかし逆に、中央における資料の整理状態が悪く、特に40年代の資料が散逸しており、現在全国に呼びかけて収集中である。また運動のリーダーに対する面接調査を行い、人間関係やそのメンバーの歩み(生活史)をもとに、他の地域づくり運動(労働運動、自治体運動など)との関連を検討するために、OB会を企画し個人あてのアンケート調査を行ったが、出席者が少なくてデータとしては不十分なものとなっているので、再検討したい。仙台市にある東北音楽センターに保管されている資料を整理し、1990年までの運動史年表が完成しつつある。特に、80年代以降は歴史というよりも現状に近いものであって、運動においてもきちんとした総括がなされていない。そのめ、仙台合唱団の団員だけではなく、宮城や東北の運動関係者からの聴き取り調査によって、総括を先取りするという検討が必要であった。これらは現在仙台合唱団の解体=再編が検討されている最中であるので、崩壊過程の研究として位置づくかどうか、まとめにはもう少し時間が必要である。また、96年9月に東北で初めて開催された日本のうちごえ祭典(盛岡)の取り組みにおいて、東北の主だったメンバーが集まったこともあり、聴き取り等の調査を行った。

東北で全国祭典を開催できるようになったことと、一つの合唱団が大きくなったことが必ずしも一致していない歴史がある。普及と組織をめぐるこの視点は、音楽性とイベントというもう一つの対立点を引き出したと思われる。これは感性、理性という個人の発達の問題であると同時に、「経営」という次元の違う課題を自らの発達課題としてどう位置づけるかという新たな視点を引き出した。研究の学際的位置づけに関しては、特に社会教育学の課題として、「大衆運動における教育実践について-社会教育の社会学の立場から-」をまとめた。(弘前大学教育学部紀要第77号投稿中)宮城のうたごえ運動、及びその中心となった仙台合唱団の歴史をまとめるため、仙台市にある東北音楽センターに保管されている資料を整理したほか、数多くの団員(旧団員を含む)をはじめ、宮城、東北、全国のうたごえ運動関係者のインタビュー調査、個人資料の収集・整理を行った。日報の形式でまとめた運動史年表およびその概説を、1990年度まで完成させた。特に、80年代以降は歴史というよりも現状に近いものであって、運動においてもきちんとした総括がなされていないため、仙台合唱団の団員だけではなく、宮城や東北の運動関係者からの聴き取り調査によって、総括を先取りするという検討を行った。その結論として、40年以上にわたる運動の展開の中で、仙台合唱団は5期の画期を伴った性格の変化を遂げていること、その画期は今まで通りの経験的な方式ではうまく行かなくなった「停滞」の時期と、新しい方式を見いだして体制を確立してくる「前進」の時期との狭間に当たり、それぞれが新しい時代を中心的に担う人物を必要としてきたことを明らかにした。よって集団の展開は、サークル構造の変化と人物の関わりという2側面から検討されざるを得ないこと、と同時に、運動体としての特質から、自分の集団の展開は絶えず外側との関係によって引き起こされてきたことを証明した。そして、運動の前進を考えるならば、中心合唱団の中心性が周りから如何に求められるかが決定的であり、そのためには運動の地域的形態=地域づくりや住民自治の形成との関連が問われる必要があることを提示した。研究の学際的位置づけに関しては、特に社会教育学の課題として、論文「大衆運動のおける教育実践について」をまとめた。
ブロウエ予想とパ-フェクトアイソメトリー

標数pの代数的閉体をk,有限群をGとした時群環kGの直既約両側イデアルは、Gのp-ブロックと呼ばれ、p-ブロックbには不足群と呼ばれるp-部分群Pが定まり、N_G(P)にはbに対応するp-ブロックで同じ不足群Pを持つもの、b^^の存在することが知られている。Pが可換群の時には、p-ブロックbとb^^はalgeluaとしての構造が似ているのではないかというのがブロウエ予想である。このブロウエ予想の指標版と言えるものが「両者の一般指標の間にパ-フェクトアイソメトリーがあるのではないか。」というものである。一方各ブロックには惰性剰余群Eと呼ばれるものが定まるので、このEを(小さい方から)指定してパ-フェクトアイソメトリーを構成してゆこうというのが目的であった。bが主にblockに限るとEが任意の基本アーベル2-群の時両者間にパ-フェクトアイソメトリーが存在するという定理が雑誌発表を受け入れられた。このほか本年度は、修士の学生と共同研究して1.bが主ブロックでE【similar or equal】Z_5の時に両者の間のパ-フェクトアイソメトリーが言えた。なおP可換でパ-フェクトアイソメトリーがあればbに属す既約指標の個数は確立する。そこで非可換群PとそのBrauer categoryを特定のものに指定した上で、bに属する既約指標の個数がある範囲内におさまるものではないかという予想の下に計算を開始した。これはパリ第7大学に1ヵ月招待された時、Puigと議論の上生み出されたアイデアである。現在Pがextra special group(位数27)として、ブロックで計算している。」というものである。
空間反転対称性の破れた結晶における非相反電荷輸送現象

本研究では、様々な空間反転対称性の破れた結晶において、電流の2次の非線形応答である、非相反電荷輸送現象の研究を行い、本現象の普遍性の実証や微視的機構の解明を通して、固体中非線形電流応答の学理構築を行い、応答巨大化への指針を得ることを目指す。空間反転対称性が破れた物質が固有に持つ整流性である非相反電荷輸送現象は、学術的知見から大変興味が持たれるだけでなく、超伝導電流や量子位相起源の電流の新奇制御技術構築という側面を持ち、省エネルギーエレクトロニクス確立に向けた重要な技術となる可能性を持っている。固体中の非線形電流応答を包括的に研究することにより、本現象の基礎・応用両面での有望性を実証する。
ハニカム格子イリジウム酸化物の新奇量子スピン液体状態

昨年度発信した二次元ハニカム格子化合物H3LiIr2O6における量子スピン液体状態の発見を発展させ、スピン液体発現機構やエキゾチック励起を明らかにすべく努力した。D同位体効果の実験によって、磁気相互作用に対する巨大同位体効果を見出した。これに対してNMR観測結果によると量子スピン液体状態はD体でも存在する。理論的にはKitaevスピン液体状態が極めて限られた磁気相互作用パラメータ空間でしか存在しえないことから、この結果は液体状態出現に他の必須要素が存在することを示唆する。更なる発展形としてD同位体とIr同位体を組み合わせた試料を作製した。同位体試料では中性子の吸収を抑えられ、中性子構造解析や非弾性散乱が可能となった。ごく最近の中性子構造解析の結果はLiIr2O6ハニカム面間のDがの上下の酸素の中心位置でなく、上下どちらかの酸素とOD結合を構築していることが明らかになりつつある。OD結合はIr間の超交換相互作用に大きな影響与える。OD結合とOH結合では、その量子性により結合状態が大きく異なることが予想される。このことが巨大同位体効果の起源であると推論した。さらにOD結合は上下の酸素に対してランダム分布しており、磁気結合の乱れが容易に推測される。このような磁気結合の乱れがスピン液体状態を安定化させる要因であると提案したい。ハイパーハニカム構造Li2IrO3の圧力下での磁気秩序消失を高圧NMR、磁化測定、構造解析により詳細に調べた。その結果、3-4GPaの高圧下でジグザク鎖上に強い結合を有するIr二量体が形成され、非磁性スピン一重項状態が出現することが明らかとなった。この非磁性スピン一重項状態は圧力低下とともに抑制され、1-2GPaで長距離秩序と競合する。競合領域では不均一な非磁性状態が実現し、これが単なる乱れた二量体グラス状態なのか、ある種のスピン液体状態なのか興味が持たれる。昨年度は量子スピン液体を発見したので、比較するとそれより高い自己評価を下すことは困難である。しかしながら、巨大同位体効果の発見は予想外の発見であり、OD結合とそれに伴う乱れの発見とあわせて、十分に満足できる結果が得られたと自負する。すでに国内外の理論グループが量子化学計算などをスタートし、プロトンの量子効果などに興味が集まっている。ハイパーハニカムの相競合は量子スピン液体のとのつながりが今の時点で明確ではないが、強電子相関とスピン軌道相互作用の競合/競争の典型例として、学術的な価値は高いと考える。なお、一連の進展をレビューとして、Nature Reviews Physics誌に執筆し、そのインパクトを広く発信した。重水素置換したD3LiIr2O6の同位体効果の研究をさらに発展させ、量子液体発現の機構にさらに踏み込みたい。中性子による構造解析は予備的なものなので、PDF解析など追加して、結果をポリッシュアップし、量子化学計算の結果など連携しながら、浮かび上がってきた水素/重水素の役割をつめて行きたい。3次元ハニカム格子β-Li2IrO3については、圧力下におけるスピン一重項ダイマー状態とJeff=1/2スパイラル磁性相の競合の全貌が磁化測定とNMR測定を通じて、ほぼ解明できたので、これをまとめ、磁場誘起の磁気秩序の融解と臨界点での素励起の検出に注力する。d4のJ=0モット状態については候補物質であるAg3LiRu2O6(H3LiIr2O6と同じ構造)について、J=0モット状態の検証をさらに進めるとともに、圧力下での磁化、NMR測定によってエキシトニック磁性(特にスピン液体)の可能性を探る。格子ひずみがなく完全な八面体の対称性を保つK2RuCl6について同様の検証を進めると同時に、比較によってAg3LiRu2O6における結晶場分裂の効果を明らかにする。本研究の主目標であるKitaev模型から導かれる量子スピン液体の探索に注力した。二次元ハニカム格子化合物H3LiIr2O6において、実験的に自発的対称性の破れが少なくとも50 mKまで起きないことを確認し、Jeff=1/2磁気モーメントの量子スピン液体状態を発見したと結論した。これを論文として発信(東京大学よりプレスリリース)した。さらに、低温におけるH3LiIr2O6のNMRの緩和率1/T1、比熱C、磁化Mを詳細に解析し、素励起を探り、Kitaev模型との対応を考察した。。3つの物理量は温度T及び磁場Bの関数として5 K以下の低温で、B/Tに対して共通のスケーリング挙動(すべてのデータが普遍的なカーブを構築する)を示した。これらはゼロ磁場でE=0で発散的、磁場下ではμBBにスケールするフェルミ粒子状態密度モデルで定量的に記述できる。スケーリング挙動がナイトシフトKには現れないことから、このフェルミオン励起は1%程度のスピン欠陥に起因すると結論した。Kitaev模型に対する理論計算は、スピン欠陥が、トラップされた局在マヨラナ粒子として理解でき、その励起にE=0の特異性が現れることを示している。今回の結果はこれと整合してはいるが、他のスピン液体でも同様のスピン欠陥の振る舞いが期待できるので、Kitaevスピン液体、トラップされたマヨラナ粒子と結論することはできない。スピン欠陥の寄与を、スケーリングに従う部分と仮定して、観測された比熱から差し引くと、低温比熱にはT3項しか残らず、スピン液体バルクの低エネルギー励起にはギャップが開いていることが示唆される。このことは今回発見した量子スピン

液体状態が等方的なKitaev相互作用からなる純粋なKitaev模型に期待される状態とは異なっていることを示唆する。その他、ハイパーハニカムLi2IrO3の圧力下での磁気秩序消失を高圧NMRにより詳細に調べ、結果がまとまりつつある。量子スピン液体発見は分野を代表する研究上のブレークスルーであると自負する。ただし、本研究課題の申請時に、予備実験の結果として量子スピン液体性の兆候を掴んでいたので、課題遂行の進捗状況としては、この部分は予定通りとするのが妥当である。一方で、この結果を発信する過程で行われた解析で、非常に良く制御されたスピン欠陥が示すスケーリング挙動に気が付き、その詳細な解析が行われたことは予想外の進展であった。量子スピン液体のスピン欠陥としては、実験的に最もきれいに捉えることができ、ある意味で教科書的な例を提示している。すでに国内外のグループが、我々の結果に触発されてスケーリングの理論を構築し、過去のデータの再解析を始めるなど、そのインパクトが形となりつつある。上記の概要ではスペースの関係で記述できなかったが、ハニカム格子J=0モット絶縁体など、強いスピン軌道相互作用の結果として生じる他のエキゾチック相を見出しており、本課題がさらに大きな分野へとつながっていくことが十分に期待できる成果もあることも付記したい。昨年度発信した二次元ハニカム格子化合物H3LiIr2O6における量子スピン液体状態の発見を発展させ、スピン液体発現機構やエキゾチック励起を明らかにすべく努力した。D同位体効果の実験によって、磁気相互作用に対する巨大同位体効果を見出した。これに対してNMR観測結果によると量子スピン液体状態はD体でも存在する。理論的にはKitaevスピン液体状態が極めて限られた磁気相互作用パラメータ空間でしか存在しえないことから、この結果は液体状態出現に他の必須要素が存在することを示唆する。更なる発展形としてD同位体とIr同位体を組み合わせた試料を作製した。同位体試料では中性子の吸収を抑えられ、中性子構造解析や非弾性散乱が可能となった。ごく最近の中性子構造解析の結果はLiIr2O6ハニカム面間のDがの上下の酸素の中心位置でなく、上下どちらかの酸素とOD結合を構築していることが明らかになりつつある。OD結合はIr間の超交換相互作用に大きな影響与える。OD結合とOH結合では、その量子性により結合状態が大きく異なることが予想される。このことが巨大同位体効果の起源であると推論した。さらにOD結合は上下の酸素に対してランダム分布しており、磁気結合の乱れが容易に推測される。このような磁気結合の乱れがスピン液体状態を安定化させる要因であると提案したい。ハイパーハニカム構造Li2IrO3の圧力下での磁気秩序消失を高圧NMR、磁化測定、構造解析により詳細に調べた。その結果、3-4GPaの高圧下でジグザク鎖上に強い結合を有するIr二量体が形成され、非磁性スピン一重項状態が出現することが明らかとなった。この非磁性スピン一重項状態は圧力低下とともに抑制され、1-2GPaで長距離秩序と競合する。競合領域では不均一な非磁性状態が実現し、これが単なる乱れた二量体グラス状態なのか、ある種のスピン液体状態なのか興味が持たれる。