hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発癌遺伝子の活性化を指標とした口腔感覚情報の中枢投射様式と情報処理機構の解明

本研究では、味覚刺激、口腔内触刺激、温度刺激、あるいは、体幹部体性感覚刺激、内蔵刺激(LiCIの腹腔内注射や胃内溶液注入)などの各刺激を与え、ラットの脳幹部におけるc-fos発現を免疫組織化学的に検索した。その結果、味刺激と内蔵刺激のみがc-fosを発現したので、この両刺激について詳細な検討を行った。内蔵刺激では最後野、孤束核の尾側部、橋結合腕傍核の外部外側亜核にc-fos発現が顕著であった。味刺激では、味の種類により発現部位が異なっていた。蔗糖溶液を飲ませた場合は、最後野や孤束核尾側部などにc-fosが強く発現し、他の溶液の摂取では発現しなかったことから、消化管から吸収された単糖類の二次的な作用で内蔵刺激と同様のc-fos発現が生じることが示唆された。孤束核では、味質の違いにより、c-fos発現部に差が認められなかったが、結合腕傍核では味質局在性が認められた。すなわち、外部外側亜核の尾側部は不快または嫌悪性味刺激に、背部外側亜核は快または嗜好性刺激に関連しており、内側外側亜核と外部外側亜核は苦味物質と塩酸の味覚情報に中心外側亜核は蔗糖とサッカリンに、中心内側亜核は食塩の情報処理に関係しているものと考えられる。なお、これらのc-fos発現の分布は、除脳動物においてもほぼおなじように認められたことから、上位中枢からの影響を受けず、末梢からの感覚性入力のみで生じていることが示唆された。サッカリンや蔗糖を条件刺激とし、LiCl腹腔内注射を無条件刺激として味覚嫌悪条件づけを行ったあと、これら条件刺激に対するc-fos発現部位を検索すると、結合腕に密着した腹部外側亜核に特異的に認められたことから、この部が嫌悪学習獲得に関係する可能性が示唆された。本年度の研究では、脳細胞活動のマーカーとして、発癌遺伝子の1つであるC-fosを選び、C-fosの活性化によって細胞核内に生じるFos蛋白質を免疫組織化学の手法により染色した。口腔感覚刺激としては、味刺激に焦点をしぼった。ラットの口腔内に種々の味刺激を与え、1時間後にかん流固定し、通法に従ってFos蛋白質を染め出したところ、最後野、孤束核尾側部、結合腕傍核(PBN)、島皮質などに数多くのFos陽性細胞を認めた。本年度は、このうち、PBNについて詳細に検討した。味刺激の種類によってFos細胞は異なった局在分布を示した。すなわち、食塩水の刺激では内側亜核に、サッカリンでは腹部外側亜核に、キニーネでは外部外側亜核に、そして、塩酸の刺激では外部外側亜核から外部内側亜核にかけて、それぞれFos陽性細胞が局在化していた。このことは、PBNにおいて、味質応答局在性が認められることを示している。食塩に対する味応答を抑制するアミロライドを作用させると、内側亜核のFos陽性細胞数は、対照群に比べて有意に減少したことから、この部にアミロライド感受性の食塩応答ニューロンが存在することがいえる。味覚情報を伝える味覚神経を切断した場合のFos陽性細胞の分布を調べた。内側亜核では舌咽神経切断群に比べて、鼓索神経切断群と、鼓索神経+舌咽神経切断群はFos陽性細胞が有意に少なかった。このことから、食塩の味の情報は鼓索神経を経由することがわかった。

次年度以降は、味刺激によるPBN以上の部位でのFos陽性細胞の分布をみることと、味刺激以外の感覚刺激に対する分布を検索する予定である。本年度は、c-fos以外の発癌遺伝子の活性化も調べる予定であったが、前年度のc-fosの研究が完了していなかったので、本年度も味覚刺激を中心としてc-fos遺伝子の活性化を調べた。c-fos遺伝子のin situ hybridizationを行なったが、成功しなかったので、前年度と同じくFOS蛋白質を免疫組織化学的に染色した。ラットの結合腕傍核において、味刺激によりc-fosニューロン(FOS蛋白質免疫活性を示す細胞)が数多く認められた部位は、0.5M蔗糖の刺激により、中心外側亜核、0.2M食塩の刺激では、内側亜核、また、0.1M MSGと0.01M IMPの混合液の刺激では、中心外側亜核と内側亜核の両方であった。このようなうま味刺激によるc-fosニューロンの二重分布は、ラットにおけるうま味物質の刺激効果が、Naイオンと甘味刺激の複合効果であるとする行動学的、電気生理学的結果と相関するものである。キニーネ刺激に対しては、外部外側亜核にc-fosニューロンが認められた。塩酸の刺激では、外部外側亜核に加えて、外部内側亜核にも、c-fosニューロンが認められた。中心外側亜核では、0.2M NaCl、蔗糖、サッカリンなどラットが好んで摂取する味刺激でより多くのc-fosニューロンが出現することから、快情報にも関係し、外部外側亜核のc-fosニューロンは、内臓感覚情報の投射部とほぼ一致することから、消化管に溶液が入ったことによる内臓からの求心性情報により興奮したものと考えられる。次年度は、口腔内触刺激、温度刺激、体幹部体性感覚刺激などに対する結合腕傍核でのc-fosニューロンを調べる。味刺激に関しては、条件づけ味覚嫌悪学習を獲得させた後でのc-fosニューロンの産生を検討し、学習前後での味応答変化を検索する予定である。本年度は、味覚刺激以外に、口腔内触刺激、温度刺激、あるいは、体幹部体性感覚刺激、内蔵刺激(Liclの腹腔内注射や胃内溶液注入)などの各刺激を与え、ラットの脳幹部におけるc-fos発現を免疫組織化学的に検索した。その結果、味刺激と内臓刺激のみがc-fosを発現したので、この両刺激について詳細な検討を行った。内臓刺激では最後野、孤束核の尾側部、橋結合腕傍核の外部外側亜核にc-fos発現が顕著であった。味刺激では、味の種類により発現部位が異なっていた。蔗糖溶液を飲ませた場合は、最後野や孤束核尾側部などにc-fosが強く発現し、他の溶液の摂取では発現しなかったことから、消化管から吸収された単糖類の二次的な作用で内臓刺激と同様のc-fos発現が生じることが示唆された。孤束核では、味質の違いにより、c-fos発現部に差が認められなかったが、結合腕傍核では味質局在性が認められた。すなわち、外部外側亜核の尾側部は不快または嫌悪性味刺激に、背部外側亜核は快または嗜好性味刺激に関連しており、内側外側亜核と外部外側亜核は苦味物質と塩酸の味覚情報に、中心外側亜核は蔗糖とサッカリンに、中心内側亜核は食塩の情報処理に関係しているものと考えられる。なお、これらのc-fos発現の分布は、除脳動物においてもほぼ同じように認められたことら、上位中枢からの影響を受けず、末梢からの感覚性入力のみで生じていることが示唆された。サッカリンや蔗糖を条件刺激とし、LiCl腹腔内注射を無条件刺激として味覚嫌悪条件づけを行ったあと、これら条件刺激に対するc-fos発現部位を検索すると、結合腕に密着した腹部外側亜核に特異的に認められたことから、この部が嫌悪学習獲得に関係する可能性が示唆された。
既存知能を利用した小規模コーパスからの知識獲得

本研究の目的は,小規模コーパスから言語処理に有用な知識を獲得することである.大規摸コーパスから有用な知識が得られることは解明されてきたが,実際に大規模コーパスを準備することは困難であり,小規模コーパスからどのように知識を抽出するかが現実的な問題としてある.本研究ではこの問題に対し,既存にある知識を併用することを試みている.基本的には既存の辞書やシソーラスが有用である.ただし,それらは人間が利用するために作られたものであり,機械処理には向いていない.そこでまず既存のシソーラス補強することを検討し,成果を論文誌に発表した.また研究を進めるにあたり,自然言語処理の様々な問題は語義選択問題に帰着されることがわかってきた.そこで,語義選択問題の中でも特に,応用が明確な文書校正に着目した研究を開始した.具体的には,同音異義語の誤り検出に対して決定リストの手法,平仮名列の誤り検出に対してN-gram手法といった統計的な手法を試みた.その結果,これらの誤り検出にもコーパスを利用した統計的な手法が効果的であることを確認した.さらに情報抽出で必要となる人名などの固有名詞抽出や複合語の単語分割にもコーパスからの規則抽出が有効であるので,既存知識として従来手法の規則ベースの手法を想定し,規則ベースの手法の誤りをコーパスから得られた知識を利用して修正することを試み,その有効性を確認した.本研究の目的は,小規模コーパスから言語処理に有用な知識を獲得することである.大規模コーパスから有用な知識が得られることは解明されてきたが,実際に大規模コーパスを準備することは困難であり,小規模コーパスからどのように知識を抽出するかが現実的な問題としてある.本研究ではこの問題に対し,既存にある知識を併用することを試みている.基本的には既存の辞書やシソ-ラスが有用である.ただし,それらは人間が利用するために作られたものであり,機械処理には向いていない.そこでまず既存のシソ-ラス補強することを検討し,成果を論文誌に発表した.また研究を進めるにあたり,自然言語処理の様々な問題は語義選択問題に帰着されることがわかってきた.そこで,語義選択問題の中でも特に,応用が明確な文書校正に着目した研究を開始した.具体的には,同音異義語の誤り検出に対して決定リストの手法,平仮名列の誤り検出に対してN-gram手法といった統計的な手法を試みた.その結果,これらの誤り検出にもコーパスを利用した統計的な手法が効果的であることを確認した.それによって,やはり小規模のコーパスからの誤り検出アルゴリズムの自動獲得の必要性も確認できた.子の成果は発表予定である.また,この研究を通して,辞書の例文やシソ-ラスといった既存の知識が検出アルゴリズムの自動獲得に有用であることが予想できたので,次のこれらを実施するためのデータ作りを現在行なっている.本研究の目的は,小規模コーパスから言語処理に有用な知識を獲得することである.大規摸コーパスから有用な知識が得られることは解明されてきたが,実際に大規模コーパスを準備することは困難であり,小規模コーパスからどのように知識を抽出するかが現実的な問題としてある.本研究ではこの問題に対し,既存にある知識を併用することを試みている.基本的には既存の辞書やシソーラスが有用である.ただし,それらは人間が利用するために作られたものであり,機械処理には向いていない.そこでまず既存のシソーラス補強することを検討し,成果を論文誌に発表した.また研究を進めるにあたり,自然言語処理の様々な問題は語義選択問題に帰着されることがわかってきた.そこで,語義選択問題の中でも特に,応用が明確な文書校正に着目した研究を開始した.具体的には,同音異義語の誤り検出に対して決定リストの手法,平仮名列の誤り検出に対してN-gram手法といった統計的な手法を試みた.その結果,これらの誤り検出にもコーパスを利用した統計的な手法が効果的であることを確認した.さらに情報抽出で必要となる人名などの固有名詞抽出や複合語の単語分割にもコーパスからの規則抽出が有効であるので,既存知識として従来手法の規則ベースの手法を想定し,規則ベースの手法の誤りをコーパスから得られた知識を利用して修正することを試み,その有効性を確認した.
新制癌剤としてのベンジリデンアスコルベート-その作用機序

Sodium 5,6-benzylidene-L-ascorbate(SBA)のヒト悪性腫瘍及びラット誘発肝癌に対する有効性が報告されている。SBAの抗腫瘍効果発現の機構を解明する目的で、SBAのヒト骨髄性白血病細胞(HL-60,ML-1,U-937,THP-1)に対するアポトーシス誘導活性を調べた、SBAは、確かにこれらの細胞にヌクレオソーム単位のDNA断片化及びアポトーシス小体の出現を誘導した。これに対してSBAはヒト末梢血由来リンパ球、単球、多形核白血球にはこれらの変化を誘導しなかった。SBAの抗腫瘍作用発現機構の少なくとも一部にアポトーシス誘導活性が関与すると思われる。高速液体クロマトグラフィーにより、SBAは非常に不安定な物質であり、酸性ではアセタールが、中性あるいはアルカリ性ではラクトン環が開裂することが判明した(坂上ら、投稿中)。中性では、アスコルビン酸の生成が殆どないことよりSBAの作用はアスコルビン酸を介していないと思われる。カタラーゼはアスコルビン酸の活性を完全に消失させるが、SBAの活性には影響を与えなかった。本研究により偶然アスコルビン酸がSBAよりも強力にアポトーシスを誘導することが見い出された。DNA断片化誘導に必要なアサコルビン酸の最小処理時間は30分であった。アスコルビン酸、過酸化水素、エトポシド、TNF、高温処理、UV照射は、ヒト骨髄性白血病細胞にDNAの断片化を誘導したが、ヒトTリンパ球性白血病細胞MOLT-4やヒト赤芽球性白血病細胞K-562にはDNA断片化を誘導しなかった。これら細胞の主要なエンドヌクレアーゼは、細胞質に存在するCa/Mg非依存性のエンドヌクレアーゼであった(Anticancer Res 15:in press,1995)。これら2種の細胞群の間でこの酵素活性の活性化が異なる可能性を検討中である。過酸化水素投与により、細胞内のカルシウム濃度が、前者の細胞群で顕著に上昇することから、アポトーシスの実行過程を担うCa/Mg依存性エンドヌクレアーゼの活性化に至るシグナルトランスダクションについても検討中である。Sodium5,6-benzylidene-L-ascorbate(SBA)の点滴投与が種々の悪性腫瘍に有効であることは既に報告されていた。又、我々もSBAのラット静脈内投与により3'-methyl-4-dimethylaminoazobenzene誘発肝癌に対して、空胞変性、好塩基性変性、核の破片化を誘導することを確認していた。SBAの抗腫瘍効果発現の機構を解明する目的で、SBA及びその分解産物のヒト骨髄性白血病細胞に対するアポトーシス誘導能を比較した。高速液体クロマトグラフィーによる定量法を確立し、SBAの安定性を調べたところ、SBAが非酵素的に、ascorbic acidとbenzaldehydeに分解されることが判明した。培養液中ではこれらの物質のいずれもが更に分解を受け、分解とともに細胞障害活性も減少した。SBA,ascorbic acid,benzaldehydeの中で、ascorbic acidが最も強い細胞障害活性及びDNA断片化誘導活性を示した。アガロースゲル電気泳動、DNAの蛍光定量(DAPI法)により、ascorbicacid(0.33mM)によるDNAの断片化誘導はヒト骨髄性白血病細胞(ML-1,HL-60,U-937,THP-

1)では観察されたが、ヒト末梢血由来リンパ球、単球、多形核白血球では観察されなかった。Flow cytometryにより、細胞集団のG_1,S,G_2+M期へ分布率には有意な変化は観察されなかったが、アポトーシス小体の出現とDNA断片化の間に正の相関関係が見いだされた。DNA断片化誘導に必要なascorbic acidの最小処理時間は30分であった。Ascorbic acidによるDNA断片化誘導は、ctalase添加により完全に抑制された。過酸化水素(10-100muM)単独投与でも、強いDNA断片化が誘導された。SBAの抗腫瘍作用発現機構の少なくとも一部に、細胞内のSBAを分解する活性、SBAの分解産物であるascorbic acidのアポトーシス誘導活性、及びascorbic acidにより誘導される可能性のある過酸化水素が関与することが示唆された。Sodium 5,6-benzylidene-L-ascorbate(SBA)のヒト悪性腫瘍やラット化学誘発癌に対する有効性が報告されているが、その制癌活性発現の機序は全く不明であった。我々は、昨年の報告書において、SBAがヒト骨髄性白血病細胞にアポトーシス(DNAのヌクレオソーム単位の断片化、アポトーシス小体の出現)を誘導することから、SBAの抗腫瘍効果がアポトーシス誘導による可能性を示唆した。また、SBAの分解産物の一つであるアスコルビン酸は、SBAよりも作用が強いことも報告した。今研究(継続研究の2年目)により、以下のことが明らかになった。(1)SBAは非常に不安定な物質であり、酸性ではアセタールが、中性あるいはアルカリ性ではラクトン環が開裂した。中性では、アスコルビン酸の生成がほとんどないことより、SBAの作用はアスコルビン酸を介していないと思われる。カタラーゼはアスコルビン酸の活性を完全に消失させるが、SBAの活性には影響を与えないという事実はこの可能性を支持する(坂上ら、投稿中)。(2)アスコルビン酸、過酸化水素、エトポシド、TNF、高温処理(43°C,30min),UV照射は、ヒト骨髄性白血病細胞(HL-60,ML-1,U-937,THP-1)にヌクレオソーム単位のDNAの断片化を誘導したが、ヒトTリンパ球性白血病細胞MOLT-4やヒト赤芽球性白血病細胞K-562のDNAの断片化を誘導しなかった。これらの細胞の主要なエンドヌクレアーゼは、細胞質中に存在するCa/Mg非依存性のエンドヌクレアーゼであった(Anticancer Res 15:in press,1995)。これら2種の細胞群でこの酵素活性の活性化の機構が異なる可能性を検討中である。過酸化水素投与により、細胞内のカルシウム濃度が、前者の細胞群で顕著に上昇することから、Ca依存性エンドヌクレアーゼの活性化に至るシグナルトランスダクションについても検討中である。
乳がん患者のシンプトンクラスターを緩和する対話式看護介入プログラムの開発

1.研究目的:本研究の目的は、乳がん患者のシンプトンクラスター(以下SC)とするについて明らかにし、SCを緩和する看護ケアを開発することである。平成20年度は、平成19年度に実施したプレテストの結果を元に、SCを緩和する看護介入プログラムの精錬を行い、対話式Webシステムを用いて乳がん患者への介入効果を検証すること(本調査)を目的とした。2.研究方法:昨年度に実施したプレテストの結果を元に、SCを緩和するための医学的知識、症状緩和技術、Webシステムを再検討し、対話式看護介入プログラムの修正を行った。その後、対話式看護介入プログラムによる介入効果を検証するために、平成21年1月3月までホルモン療法中の乳がん患者を対象に本調査を実施した。本調査の実施にあたっては、研究倫理委員会の承認を得た後に行った。3.研究結果:本調査では、初回面談時に症状のアセスメントを行った後、SCを緩和するための医学的知識と対処法を提供し、1週間の症状日記の記載の後、3週間の対話式看護介入プログラムを実施した。介入プログラム実施期間中はWebによる対話を行い、介入前、介入3週間後に質問紙を用いて介入効果を測定した。研究協力が得られた乳がん患者5名のうち4名が、症状日記の記載と1つ以上の対処法を3週間継続できた。介入前後に測定した質問紙の得点では、更年期症状、QOL、STAI(状態不安)に明らかな改善が認められ、症状日記の対話によるフィードバックが、励みや自信につながっていたと考えられた。本調査の結果から、概ね対話式看護介入プログラムの効果は得られたが、研究協力者数が少ないため、介入効果の妥当性を十分に確保するために、今後も研究協力者数を増やして研究を継続していく。1.研究目的本研究の目的は、乳がん患者のシンプトンクラスター(以下SC)とするについて明らかにし、scを緩和する看護ケアを開発することである。平成18年度は、乳がん患者が体験しているSCの様相(症状間の関連、増強・軽減因子など)を明らかにし、次年度の対話式Web看護介入プログラムの開発に向けて準備を行うことを目的とした。2.研究方法化学療法あるいはホルモン療法によるホルモン障害をもつ乳がん患者を対象に文献検討を行い、乳がん患者のSCの様相について明らかにした。また、SC研究の第一人者である米国の看護研究者を招聘し、SCに関するセミナーの開催および研究についてのスーパーバイズを受けた。3.研究結果CINAHL、MEDLINE、医学中央雑誌システムを用いて文献検討を行った結果、以下の点が明らかになった。(1)SCとして研究報告されている主な症状は、倦怠感、睡眠障害、痛みであるが定義は明確でなく、乳がん領域ではまだ研究ざれていない。(2)ホルモン障害による症状はホットフラッシュ、発汗、疲れ、肩こり、睡眠障害、体重増加、セクシュアリティの問題などであり、これらが睡眠障害や気分障害を生じさせ日常生活やQOLへ影響している。(3)症状の測定の間題として測定用具の種類と選択、測定のタイミング、影響因子、日常生活やQOLへの影響があげられる。(4)マネジメントとしては休息や食事による生活調整、運動、リラクゼーション(イメージ療法、呼吸法)などの非薬物的介入が試みられているが、まだ確立されておらず研究段階である。また、米国の看護研究者によるセミナーを開催して知見を深めると共に、本研究の方向性についてスーパーバイズを受けた結果、研究デザイン、対象者の選定、測定用具と評価方法、具体的な介入プランについて専門的アドバイスを受け、次年度以降の看護介入プログラム作成に向けての示唆を得ることができた。平成19年度は、平成18年度の調査結果をもとに、乳がん患者のSCを緩和するためのbiobehavioralな看護介入プログラムを開発することを目的とした。2.研究方法:昨年度の調査結果をもとに、SCを緩和するための医学的知識、対処法および症状日記を考案し、Webシステムを活用した対話式看護介入プログラムを作成した。このWebシステムを用いて、ホルモン療法中の乳がん患者5名を対象にプレテストを行い、対話式看護介入プログラムの内容やWebシステムの改善点について検討した。プレテスト実施当たっては、研究倫理委員会の承認を得た後に行った。3.研究結果:対話式看護介入プログラムでは、初回面談時に症状のアセスメントを行った後、SCを緩和するための医学的知識と対処法を提供し、週1回6週間、症状日記への記載を行うものとした。期間中はWebによる対話を行い、介入前、介入3週間後と6週間後に質問紙を用いて介入効果を測定した。プレテストへの協力が得られた乳がん患者5名のうち3名が、6週間の対話式看護介入プログラムを完了できた。研究協力が中断した2名は、患者側の事由によるものであった。プレテストの結果、対話式看護介入プログラムの中で症状緩和の医学的知識と対処法に情報を追加すること、介入期間は6週間が妥当であること、Webに関する記述システムの技術的な改善点などが明らかとなった。本年度の研究結果から、対話式看護介入プログラムの修正点および次年度の本調査へ向けての示唆を得ることができた。

平成20年度は、平成19年度に実施したプレテストの結果を元に、SCを緩和する看護介入プログラムの精錬を行い、対話式Webシステムを用いて乳がん患者への介入効果を検証すること(本調査)を目的とした。2.研究方法:昨年度に実施したプレテストの結果を元に、SCを緩和するための医学的知識、症状緩和技術、Webシステムを再検討し、対話式看護介入プログラムの修正を行った。その後、対話式看護介入プログラムによる介入効果を検証するために、平成21年1月3月までホルモン療法中の乳がん患者を対象に本調査を実施した。本調査の実施にあたっては、研究倫理委員会の承認を得た後に行った。3.研究結果:本調査では、初回面談時に症状のアセスメントを行った後、SCを緩和するための医学的知識と対処法を提供し、1週間の症状日記の記載の後、3週間の対話式看護介入プログラムを実施した。介入プログラム実施期間中はWebによる対話を行い、介入前、介入3週間後に質問紙を用いて介入効果を測定した。研究協力が得られた乳がん患者5名のうち4名が、症状日記の記載と1つ以上の対処法を3週間継続できた。介入前後に測定した質問紙の得点では、更年期症状、QOL、STAI(状態不安)に明らかな改善が認められ、症状日記の対話によるフィードバックが、励みや自信につながっていたと考えられた。本調査の結果から、概ね対話式看護介入プログラムの効果は得られたが、研究協力者数が少ないため、介入効果の妥当性を十分に確保するために、今後も研究協力者数を増やして研究を継続していく。
炎症性呼吸器疾患におけるmTORの働きの解明

mTOR(mammallian Target Of Rapamycin)は、細胞の成長、代謝や加齢の調節の中心的役割を果たすセリン/スレオニンキナーゼであり、mTOR(主としてmTORC1(mTOR complex 1))の阻害剤であるrapamycinは、マウスの寿命を延ばし、癌を含む年齢依存性の疾患を予防することが報告されている。しかし、呼吸器炎症性疾患におけるmTORの関与については未だ十分に解明されていない。本研究では、各種呼吸器炎症性疾患のマウスモデルを用いて、mTORの果たす役割について詳細に解析する。
沿岸域における多環芳香族炭化水素の光反応機序の解析と生態毒性

本研究では、干潟や海水中における多環芳香族炭化水素(PAHs)の光化学反応を研究した。その結果、一部のPAHsは太陽光に曝されると塩分と反応し、原体よりも強い有害性が疑われるハロゲン化PAHsへ変化することを明らかにした。PAHsは、有機物の不完全燃焼や石油の流出事故によって沿岸環境へと流入する環境汚染物質である。沿岸域に蓄積したPAHsは、太陽光に曝されることによって、何らかの光化学反応を受けていると予想される。しかしながら、沿岸域におけるPAHs光化学反応生成物の構造はほとんど明らかにされていないのが現状である。そこで本研究では、室内実験とフィールド調査を行い、沿岸域における光化学反応に伴うPAHsの構造と毒性の変化、および生成物の環境動態解明を目的とした。1室内実験:人工海水にPAHsを添加し、紫外線を照射した。その結果、ハロゲン化PAHsの生成が認められた。PAHsに光が照射されると励起によってPAHsカチオンラジカルが発生する。これが塩分と反応することで生成すると予想される。この仮説を、レーザー機器を用いて実証した。また、過去に報告された論文から、生成した一部のハロゲン化PAHsは原体と比較して20倍以上ものダイオキシン様活性をもっていることが分かった。2フィールド調査:吸収有明海において、河川上流から干潟にかけて底質を採取する流域調査を行った。その結果、底質中の塩分とハロゲン化PAHs濃度には、有意な正の相関が見られた。海水域の底質には、淡水域と比較して20倍も高濃度のハロゲン化PAHsが蓄積していた。この結果から、干潟の底質から検出されたのは、光化学反応に由来するハロゲン化PAHsだと考えられる。沿岸域における光化学反応によって、PAHs原体より20倍以上毒性が高い化学物質の生成を確認した。ハロゲン化PAHsの生成機序については、レーザー機器を用いた実験によって明らかにした。さらに、フィールド調査を実施し、干潟におけるハロゲン化PAHsの蓄積状況を国際学術誌に投稿した。今後の展開として、溶存有機物や、マンガン・鉄などDブロック元素によるハロゲン化PAHsの生成促進作用を調査する予定である。海水中に残留するハロゲン化PAHs濃度を調査する予定である。また、環境試料中のハロゲン化PAHSに含まれる炭素の安定同位体比を測定することで、発生源をより詳細に調べることができる。多環芳香族炭化水素(PAHs)は有機物の不完全燃焼や石油の流出事故に伴い沿岸環境へと流入する環境汚染物質である。沿岸域に蓄積したPAHsは、太陽光に曝されることによって、何らかの光化学反応を受けているものと予想される。しかしながら、沿岸域におけるPAHs光化学反応生成物の構造や、それら生成物の毒性に関する知見はこれまでほとんど得られていない。そこで本研究では、沿岸域におけるPAHsの光化学反応による構造および毒性の変化を解析することを目的とした。実験室内において干潟環境を再現した条件下でPAHsを添加し紫外線を照射した結果、塩分に依存したハロゲン化PAHsの生成が認められた。そこで、光化学反応によるハロゲン化PAHsの生成が実際の環境中で進行しているのかを確認するため、九州有明海に注ぐ河川を対象として上流域から河口まで連続的に底質を採取し、PAHs、ハロゲン化PAHsおよび底質間隙水中の塩分を測定した。その結果、PAHsは間隙水中塩分と関連性を示さず流域全体に遍在していたが、ハロゲン化PAHsは塩分が高い河口域に集中して蓄積していた。この結果は、検出されたハロゲン化PAHsが塩分とPAHsとの光化学反応によって生成したということを示唆している。ハロゲン化PAHsは、人工海水にPAHsを溶解させて紫外線を照射した場合でも生成が認められた。これは、PAHsのハロゲン化反応が干潟だけではなく海水表層においても生成されうるという可能性を示している。海水中PAHsへの紫外線照射実験において生成が認められた光化学反応生成物の一部(1-C1-PYR、1-Br-PYR、1-OH-PYR)を対象として、それぞれバイオアッセイによるダイオキシン様活性の評価を行ったが、いずれの光化学反応生成物も有意な活性は示さなかった。

また、過去に報告された論文から、生成した一部のハロゲン化PAHsは原体と比較して20倍以上ものダイオキシン様活性をもっていることが分かった。2フィールド調査:吸収有明海において、河川上流から干潟にかけて底質を採取する流域調査を行った。その結果、底質中の塩分とハロゲン化PAHs濃度には、有意な正の相関が見られた。海水域の底質には、淡水域と比較して20倍も高濃度のハロゲン化PAHsが蓄積していた。この結果から、干潟の底質から検出されたのは、光化学反応に由来するハロゲン化PAHsだと考えられる。(1)との自己評価をもつに至った理由は、ハロゲン化PAHsが沿岸域において二次的に生成していることを示すデータを見出すことができたからである。干潟の底質を分析したところ、ハロゲン化PAHsは河川上流にはほとんど存在せず、塩分の影響を強く受ける河口近くに蓄積していた。また、海水中PAHsに対する紫外線照射実験においても、ハロゲン化PAHsの生成を見出し、その生成量と親PAHsに関する関連性についても考察した。沿岸域における光化学反応によって、PAHs原体より20倍以上毒性が高い化学物質の生成を確認した。ハロゲン化PAHsの生成機序については、レーザー機器を用いた実験によって明らかにした。さらに、フィールド調査を実施し、干潟におけるハロゲン化PAHsの蓄積状況を国際学術誌に投稿した。海水中PAHsへの紫外線照射実験において、ハロゲンPAHsの生成が認められた。ハロゲン化PAHsは、PAHsよりも強い毒性をもつとして近年環境汚染物質として非常に注目されている化学物質群である。このような物質が塩分との反応によって自然の海水中において生成している可能性がある。そこで本研究では今後、このハロゲン化PAHsに注目して研究を進めることにする。これまでに、ハロゲン化PAHsが生成するという現象は確認しているが、どのような過程でそれらが生成するのかはまだ明らかにされていない。そこで、化学物質の光化学反応プロセスの解析手法を習得するために、2013年6月から2014年3月までスイス連邦工科大学チューリッヒ校に滞在し、研究を行う予定である。今後の展開として、溶存有機物や、マンガン・鉄などDブロック元素によるハロゲン化PAHsの生成促進作用を調査する予定である。海水中に残留するハロゲン化PAHs濃度を調査する予定である。また、環境試料中のハロゲン化PAHSに含まれる炭素の安定同位体比を測定することで、発生源をより詳細に調べることができる。
地歌と地歌以外の三味線音楽との楽曲交流に関する研究

上方で発展した三味線音楽である地歌のレパートリーには、盲人音楽家によって作られた楽曲に加え、歌舞伎や人形芝居の音楽、遊里の座興の音楽など、地歌以外の三味線音楽から摂取した楽曲が多く含まれている。本研究では、そうした楽曲のうち、繁太夫物(18世紀前半に大坂で活躍した豊美繁太夫の繁太夫節に関連する地歌の楽曲)に焦点をあて、関連する文献資料と音源資料の収集と整理を行った。さらに、その資料をもとに、繁太夫物成立の経緯を推察し、繁太夫物の音楽的特徴を分析するためのモデルを提示した。また、中世から近世初期の流行歌謡を引用する地歌の長歌物などに対する分析、関連する新出資料の歌本・譜本の研究も行った。昨年度に引き続き、以下の調査と研究を行った。1地歌の「浄瑠璃物」(半太夫物と繁太夫物)に関する文献資料の収集と調査、2地歌の「浄瑠璃物」の伝承者の芸談の整理、3地歌の「浄瑠璃物」の原曲に関する歌舞伎と人形浄瑠璃の上演情報の収集、4地歌の繁太夫物の音楽的特徴の分析。このうち1については、従来に紹介されていない『三弦独譜』(『五線録』の異本)と『琴曲松の莩』(天明2)を発見し、その内容の解読と調査にとりかかった。2については、雑誌『三曲』から、大正から昭和初期にかけての口伝情報を整理した。3については、大阪府立中之島図書館所蔵の芝居番付から、繁太夫物の原曲につながる可能性をもつ、豊後系浄瑠璃を用いた歌舞伎の上演情報を抽出した。4については、昨年度の研究発表「地歌の繁太夫物の旋律型について」(2012年1月29日、京都市立芸術大学日本伝統音楽研究センター)に基づき、さらに音楽的な分析を加えた論文の執筆にとりかかった。今年度は、以下の研究を行った。1「浄瑠璃物」に関連する文献資料の調査、2「浄瑠璃物」の音源資料の収集と整理、3「浄瑠璃物」の音楽的特徴の分析、4地歌に引用されている江戸期の流行歌謡の調査。このうち1については、地歌の「浄瑠璃物」に関する地歌の文献資料(歌本・譜本)の収集と調査、地歌の「浄瑠璃物」の原曲に関する歌舞伎と浄瑠璃の文献資料の収集と調査を行った。その上で、地歌側の資料と歌舞伎・浄瑠璃側の資料を照合し、浄瑠璃物成立の背景を推測した。浄瑠璃物のなかでも、とくに繁太夫物の作品を中心に研究した。また、地歌の文献のうち、昨年度の研究のなかで発見した『三弦独譜』(『五線録』の異本)と『琴曲松のみばえ』(天明2年版)についても精査した。『三弦独譜』は三味線組歌の歌本であるが、浄瑠璃物を含む地歌の伝承に関する情報が含まれており、その翻刻を行った。『琴曲松のみばえ』(天明2年版)については、従来知られている宝暦8年版の『琴曲松のみばえ』との異同を調査した。2については、SP/LPレコードの音源をCD化して、研究に利用しやすい環境を整え、その音源を用いた分析である3を行った。繁太夫物の特徴を音楽的に分析するためのモデルを構築した。4については、地歌の長歌物《貴船》を例とした。《貴船》の中間部には、中世から近世初頭の流行歌謡と関連する歌詞がある。また、同時代の地歌や江戸時代後期の長唄、民俗芸能と関連する歌詞もある。それらの関連を、歌詞と音楽の両面から研究した。地歌と浄瑠璃の楽曲交流の過程と特徴を明らかにするために、平成23年度は以下の調査と研究を行った。(1)地歌の「浄瑠璃物」(半太夫物と繁太夫物)に関する文献資料の収集と調査、(2)地歌の「浄瑠璃物」の伝承者の芸談の整理、(3)地歌の「浄瑠璃物」の原曲に関する歌舞伎と人形浄瑠璃の上演情報の収集、(4)地歌の繁太夫物の音楽的特徴の分析。このうち(1)については、「浄瑠璃物」の分類が見られる歌本(『糸のしらべ』類、『糸のふし』類)の複写資料を入手し「浄瑠璃物」の分類状況と収録曲を調査した。とくに、「浄瑠璃物」の繁太夫物と半太夫物の両分類を明記した大坂系の歌本の最初である『糸のしらべ』(明和四年刊、國學院高校藤田・小林文庫所蔵)については、収録曲の現在の伝承状況(伝承の有無、記載される歌詞の異同)を精査した。

(2)については、「浄瑠璃物」を多く伝承した初代富山清琴師(1969年、重要無形文化財保持者に認定)の芸談(『清琴、地うた修業』1966)を精読し、その成果を『地歌・箏曲の世界いま甦る初代富山清琴の芸談』(2012年、勉誠出版、共著)にまとめた。(3)については、大阪府立中之島図書館所蔵の芝居番付から、繁太夫物の原曲につながる可能性をもつ、豊後系浄瑠璃を用いた歌舞伎の上演情報を抽出した。(4)については、繁太夫物の音楽に関する先行研究の特徴を整理し、繁太夫物に特徴的な旋律型を分析する方法を試案した。その成果は、2012年1月29日に開催された京都市立芸術大学日本伝統音楽研究センターの研究会において、「地歌の繁太夫物の旋律型について」というタイトルで発表した。地歌と地歌以外の三味線音楽との楽曲交流を研究するために、平成24年度には次の5点を研究計画とした。1.地歌の「浄瑠璃物」に関する地歌の文献資料(歌本・譜本類)の収集と調査、2.地歌の「浄瑠璃物」の原曲に関する歌舞伎と浄瑠璃の文献資料の収集と調査、3.地歌側の資料と歌舞伎・浄瑠璃側の資料の照合、4.地歌の「浄瑠璃物」を伝承する専門家への聞き取り調査、5.地歌の「浄瑠璃物」の音楽様式の分析。このうち1.2.5は、計画通り進めることができた。とくに、1については、新たな資料を発見し、その調査を行うことができた。3は2に基づく作業であるが、2の作業を優先して進めることとし、来年度の課題に見送った。5については、音楽様式の分析方法を進めるいっぽうで、分析に必要な音源整理(SP/LPレコードなど)も行った。平成23年度の研究計画は、1.地歌の「浄瑠璃物」に関する地歌の文献資料(歌本・譜本類)の収集と調査分析、2.地歌の「浄瑠璃物」を伝承する専門家への聞き取り調査、3.地歌の「浄瑠璃物」の原曲に関する歌舞伎と浄瑠璃の文献資料の収集と調査、4.地歌側の資料と歌舞伎・浄瑠璃側の資料の照合、の4点であった。このうち1・3・4は、計画通り進めることができた。2については、聞き取り調査という形では行っていないが、「浄瑠璃物」の伝承者であった初代富山清琴師(19132008)の芸談を復刻・解説本にまとめる作業のなかで、本の共著者であり、「浄瑠璃物」の現在の伝承者である二代富山清琴師より、貴重な情報をいただいた。また、研究計画では平成24年度に行う予定であった地歌の「浄瑠璃物」の音楽様式の分析については、平成23年度にその試案を作成することができた。1.地歌の「浄瑠璃物」に関する地歌の文献資料(歌本・譜本類)の収集と調査、2.地歌の「浄瑠璃物」の原曲に関する歌舞伎と浄瑠璃の文献資料の収集と調査、3.地歌側の資料と歌舞伎・浄瑠璃側の資料の照合、4.地歌の「浄瑠璃物」の音楽様式の分析、を行い、研究成果に基づく論文を完成させる。昨年度に引き続き、1.地歌の「浄瑠璃物」に関する地歌の文献資料(歌本・譜本類)の収集と調査、2.地歌の「浄瑠璃物」の原曲に関する歌舞伎と浄瑠璃の文献資料の収集と調査、3.地歌側の資料と歌舞伎・浄瑠璃側の資料の照合、4.地歌の「浄瑠璃物」を伝承する専門家への聞き取り調査、5.地歌の「浄瑠璃物」の音楽様式の分析、を行う。次年度は、1「浄瑠璃物」に関する文献資料の収集、2「浄瑠璃物」の音源資料の収集、に研究費を用いる。このうち1には、「浄瑠璃物」の分類を採用する地歌の江戸期の文献資料(歌本、譜本)、および、「浄瑠璃物」の原曲の解明につながる歌舞伎と浄瑠璃の文献資料(芝居番付)を、マイクロフィルムから複写する費用、地方の図書館に所蔵される文献資料を直接に実見するための旅費が含まれる。2には、SP/LPレコードの音源のCD化を業務委託する人権費が含まれる。次年度は、(1)「浄瑠璃物」に関する文献資料の収集、(2)「浄瑠璃物」の音源資料の収集、に研究費を用いる。
アナロジーに基づく情報検索に関する研究

検索する情報の単位としてキーワードや文書ではなく,オブジェクトを対象としたアナロジーに基づく情報検索を行った.オブジェクトとは論文や商品,人物など,ある具体的もしくは抽象的な対象のことである.オブジェクトは情報を概念ごとに集約したものであると考えられ,情報の単位として大きく,多くの属性を持ち,他のオブジェクトとの関係も明確であるため,本研究の検索対象として適していると考えられる.対象とするオブジェクトの1例として飲食店を採用した.これは,特に初めて訪れた場所における飲食店の検索は,ユーザの知らない分野に対する検索であり,困難かつ日常的に存在する問題であると考えられるためである.アナロジーを利用すれば,知らない地域の飲食店情報を,地元の知っている地域の飲食店情報を例示することによって検索することが可能である.より自然な表現を用いれば,「京都における店Aは銀座におけるどの店であるか」という検索を可能にすることができる.これを実現するために,飲食店情報サイトから店舗情報を取得し,その属性に基づいた関係の発見を行い,アナロジーによる検索を可能とした.関係は我々が提案した相対的集約点との距離によって表現される.例えば,相対的集約点には,ある地域における平均的な店,最も高い店,頻出するジャンルの店などが選ばれる.それらの集約点を利用することにより,我々はある店がある地域においてどのような関係にあるのか(例えば,その店がその地域で平均的な店か相対的に高い店か)知ることができる.関係の類似性によって,アナロジーが可能になり,「京都における店Aは銀座におけるどの店であるか」という検索が可能になる.未知分野に対する情報検索タスクの評価のために,我々は上記のオブジェクトを対象としたアナロジー検索のためのデータセットを構築した.特に,オブジェクトとしては飲食店を採用し,5つの地域・20の検索意図を対象にした.我々は1,000人を対象にしたオンラインアンケートによって,それぞれの地域におけるそれぞれの検索意図で適合する飲食店を判定してもらい,検索対象データ,クエリ,適合性判定情報をまとめてデータセットとし公開している.オブジェクトを対象としたアナロジー検索では,例を選択する地域と検索を行う地域の組合せがあるため,合計で400通りの検索を考えることができる.このデータセットによって,我々はオブジェクトを対象としたアナロジーに基づく検索を評価し,その成果は情報検索において最も権威ある国際会議SIGIRにて発表済みである.本年度までに当初の目的であった「大規模テキストコーパスを解析することによる類似関係発見」「オブジェクト・マルチメディアを対象としたアナロジーに基づく検索」「未知分野に対する情報検索タスクの評価」を達成し,おおむね順調に進展したと考えられる.また,研究成果としても2本の学術論文誌,6本の国際学会論文を残している.そのため,これまでの研究はおおむね順調に進展したといえる.平成22年度は以下の研究課題に取り組んだ.(1)地域コンテキストを考慮した動的な特徴空間に基づく地理情報例示検索(2)異ドメイン間の潜在的対応発見研究課題(1)ではユーザがあまり知らない地域での例示による地理情報検索を提案した.飲食店などの地理オブジェクトはキーワードや属性を指定することで検索されることが多い.しかしながら,これらの手法は検索対象地域に対してあまり知識を持っていないユーザにとっては利用しづらいことがある.例示地理情報検索では,良く知っている地域の例を与えることであまり知らない地域の地理オブジェクトを検索することができ,検索対象地域に関して事前知識を必要としないことが大きな利点となる.選択した例によって動的に決定される特徴空間において,与えられた例に最も近い地理オブジェクトが検索システムの結果として出力される.我々は選択されたオブジェクトと選択されなかったオブジェクトの差異を増幅することによって,頑健に動的な特徴空間を求める方法を提案した.研究課題(2)では異ドメイン間の潜在的対応発見を行った.異なるドメインにおいては,データが持っている属性が異なる意味を持つ場合がある.飲食店の例を挙げるならば,日本で「寿司」を提供する店と中国で「寿司」を提供する店では,前者は「その国の代表料理」を意味するが,後者は同じことを意味しない.このことは,表層的な属性の一致による類似度計算や目的とするデータと異なるデータを用いた機械学習において,大きな性能低下を引き起こす可能性があることを意味しており,特に機械学習の分野では近年盛んに研究が行われている.我々は既存の研究で暗黙的もしくは明示的に仮定されていることが適切でない場合を示し,やや制限を強くした新しい仮定の下で異ドメイン間の潜在的対応発見を行う方法を提案した.平成23年度は異なるドメインにおける例示検索,および,クエリ推薦の構造化に関する研究を行った.特に前者は,本年度の課題として挙げていた,マルチメディア・オブジェクトに対するアナロジーに基づく情報検索である.例示検索において,例を選択するドメインと検索対象となるドメインが著しく異なるとき,ある検索意図の下に選択された例とその意図に適合するデータが表面的には類似しない場合がある.これは特徴の意味がドメインによって異なるためである.これらドメインの差異を考慮し潜在的対応を発見した上で例示検索を可能にするため,我々は相対的集約点(RAP)に基づくドメイン適応を提案した.RAPはあるクラスに属するデータの期待値であり,RAPが異なるドメインにおいて対応していると仮定し,RAPに基づいて新たな特徴空間を構成することによりドメイン適応を行う.

我々は飲食店例示検索のためのテストコレクションによって例示検索におけるドメイン適応の必要性を論じ,既存手法との比較によってRAPに基づくドメイン適応の有効性を示した.クエリ推薦の構造化では,多様なクエリ修正意図に適した新しいクエリ推薦の提示手法を提案した.クエリ推薦はすでに多くのWeb検索エンジンで採用されており,クエリ修正を支援する仕組みの中で最も一般的な方法の一つである.主なクエリ修正には,specialization(絞り込み,"ニコン"から"ニコンカメラ"というクエリへの修正など)やparallel movement(平行移動."ニコンカメラ"から"キャノンカメラ"への修正など)などの種類があるが,これらを同時に支援できるようなクエリ推薦の提示方法は提案されていない.そこで,我々は両クエリ修正を同時に行うことができる提示方法を提案し,これをクエリログによって実現する手法を示した.検索する情報の単位としてキーワードや文書ではなく,オブジェクトを対象としたアナロジーに基づく情報検索を行った.オブジェクトとは論文や商品,人物など,ある具体的もしくは抽象的な対象のことである.オブジェクトは情報を概念ごとに集約したものであると考えられ,情報の単位として大きく,多くの属性を持ち,他のオブジェクトとの関係も明確であるため,本研究の検索対象として適していると考えられる.対象とするオブジェクトの1例として飲食店を採用した.これは,特に初めて訪れた場所における飲食店の検索は,ユーザの知らない分野に対する検索であり,困難かつ日常的に存在する問題であると考えられるためである.アナロジーを利用すれば,知らない地域の飲食店情報を,地元の知っている地域の飲食店情報を例示することによって検索することが可能である.より自然な表現を用いれば,「京都における店Aは銀座におけるどの店であるか」という検索を可能にすることができる.これを実現するために,飲食店情報サイトから店舗情報を取得し,その属性に基づいた関係の発見を行い,アナロジーによる検索を可能とした.関係は我々が提案した相対的集約点との距離によって表現される.例えば,相対的集約点には,ある地域における平均的な店,最も高い店,頻出するジャンルの店などが選ばれる.それらの集約点を利用することにより,我々はある店がある地域においてどのような関係にあるのか(例えば,その店がその地域で平均的な店か相対的に高い店か)知ることができる.関係の類似性によって,アナロジーが可能になり,「京都における店Aは銀座におけるどの店であるか」という検索が可能になる.未知分野に対する情報検索タスクの評価のために,我々は上記のオブジェクトを対象としたアナロジー検索のためのデータセットを構築した.特に,オブジェクトとしては飲食店を採用し,5つの地域・20の検索意図を対象にした.我々は1,000人を対象にしたオンラインアンケートによって,それぞれの地域におけるそれぞれの検索意図で適合する飲食店を判定してもらい,検索対象データ,クエリ,適合性判定情報をまとめてデータセットとし公開している.オブジェクトを対象としたアナロジー検索では,例を選択する地域と検索を行う地域の組合せがあるため,合計で400通りの検索を考えることができる.
強誘電性量子協力現象における光誘起バイブロニックソフトモードダイナミクスの解明

本研究は電子状態を取り入れた新しいソフトモードの概念の構築を視野に入れ、光散乱法を用いて強誘電的長距離秩序形成をもたらす極性不安定フォノンモードと、電子励起を伴った光誘起状態の間の結合に注目し、バイブロニック相互作用の視点から強誘電体の光誘起協力現象における動的な機構の解明を目的とし以下の研究成果を得た。(1)強誘電体ではソフトモードと結合した光誘起協力現象のダイナミクスが、下は1Hz以下からTHz領域にあると予想される。そこで高分解能レーザ分光技術と広帯域誘電分光技術を用い1μHz-10THzの22桁におよぶ超広帯域で、かつ温度領域2Kから1900Kで高安定性を実現し、これまで例のない光誘起相転移ダイナミクス測定システムを確立した。(2)同位体効果で量子常誘電体の光誘起効果が消失する量子強誘電体で相転移ダイナミクスを明らかにした。量子強誘電体の相転移は強誘電性モードが完全凍結する典型的な変移型強誘電性相転移であることを明らかにした。この結果は量子常誘電体の光誘起効果が光誘起状態と極性不安定化モードとの間の結合によって出現する光誘起バイブロニックソフトモードを伴った新しい現象であることを示唆する。(3)新しい光誘起量子協力現象の発現が期待されるBi層状ペロフスカイトで光誘起状態の存在を示唆する新しいセントラルピークと、紫外光照射による強誘電性ソフトモードの不安定化を観測することに成功した。今後体系的な研究で新しいクラスの光誘起量子協力現象の発見が期待される。本研究はレーザ分光法で高分解能と高安定性を確立し光誘起状態の動的構造を光散乱スペクトルで示した初めての例である。本研究成果は電子状態を含む新しいソフトモードの概念の構築に方向を示し、さらにその外場制御が、光誘起量子協力現象とも呼べる新しいパラダイムを切り開くことを示しており、今後の展開が期待される。本研究は光誘起バイブロニック型強誘電性量子協力現象の統一的な動的機構解明と物理的普遍性を明らかにし電子状態を考慮した新しいソフトモード概念の構築することを最終目的とする。そこで初年度は量子常誘性・量子強誘電性電物質群で光誘起バイブロニック相互作用する強誘電性ソフトモードダイナミクスを超低振動数分光実験により明らかにするため。光誘起超低振動数ラマン散乱実験システムの構築を行った。光誘起バイブロニック強誘電性ソフトモード観測には測定振動数領域1GHz・200GHzの超低振動数ラマン散乱実験の実現が必要不可欠となるため、光誘起超低振動数ラマン散乱実験を実現するために分光器として高分解能ファブリ・ペロー分光器を構築し、既存の半導体レーザーと組み合わせ測定振動数0.1GHz-1THzで最高分解能0.1GHZを実現することに成功した。さらに電場印加状態で5端子法による誘電率測定と光散乱実験の同時測定が可能な改良型無振動型液体ヘリウムクライオスタット誘電測定(測定振動数1μHz-110MHz)システムと顕微対応高温光学・誘電測定セルを組み合わせることより2Kから1900Kまでの温度領域で超低振動数ラマン散乱実験を可能にした。

さらにワイドギャップ系物質で電子励起を伴った光励起を実現するため励起光源としてHe・Cdレ-ザー(波長325nm,3.8eV)を用い、また光誘起バイブロニック強誘電性ソフトモードの励起光波長依存性を測定するため高安定水銀キセノンランプと分光器を組み合わせることで波長可変励起光源システムを組み合わせた。さらに高振動数領域を網羅するためダブルモノクロメータ(測定振動数0.8THz-10THz)をさらに組み合わせて19桁に及ぶ測定振動数領域で広帯域高分解能光誘起ダイナミクス測定システムを実現した。本研究は光により結晶内に励起された電子とフォノンが結合し出現する協力現象(光誘起バイブロニック型強誘電性量子協力現象)に着目し、この協力現象を統一的に動的機構の観点で解明することを目的としている。そして電子状態を考慮した新しいソフトモード概念を構築する。本年度は昨年度実現した広帯域高分解能光誘起ダイナミクス測定システムを用いて量子常誘性・量子強誘電性電物質群で光誘起バイブロニック相互作用する強誘電性ソフトモードダイナミクスについて超低振動数分光実験を昨年に引き続き進めている。ここでは従来の研究で特に報告例が無い0.1-150GHz(0.003-5cm^<-1>)領域で光散乱スペクトルを観測した。そして先ず非励起下の実験により強誘電性ソフトモードダイナミクス解明のために極めて重要な知見を得ることに成功した。具体的には新奇物性発現の期待から世界的に注目されている量子強誘電性相転移を示すSrTi^<18>O_3において5cm^<-1>以下の低振動数領域で強誘電性ソフトモードが完全凍結する様子を観測することに成功した。本研究により1959年にCochranによって提案されたソフトモード概念を満足する理想的な系を初めて発見することに成功した。本研究成果により量子常誘電体で観測される光誘起効果の発現機構は励起された電子とソフトモードフォノンの間の電子-格子相互作用が重要な役割を演じていることを明らかにした。[出版公表]さらに量子常誘電体の光誘起効果が出現する温度領域の光伝導性に着目し、微量の元素置換で光伝導性を制御したKTaO_3結晶の光誘起低振動数光散乱スペクトルを観測し、新しく出現するモードを発見し、伝導性とフォノンが密接に関係していることを明らかにした。またさらに新しい光誘起バイブロニック型強誘電性物質として期待される層状ペロブスカイト酸化物の作成に成功した。[出版公表]本研究は相転移点近傍で光により結晶内に励起された電子と、協力的相互作用が結合し出現する光誘起バイブロニック型強誘電性量子協力現象に着目し、この電子系が寄与する協力現象を動的機構の観点で統一的に解明することを目的としている。本年度は最終年度として新奇光誘起相転移の実現のために作成した強誘電性ビスマス層状ペロフスカイト(BLP)(Ba_2Bi_4Ti_5O_<18>(BBT),Sr_2Bi_4Ti_5O_<18>(SBT))と、量子常誘電体で光伝導性を制御したNi-doped KTaO_3において電子励起を伴った光励起下で超低振動数分光実験を行った。<Bi層状ペロフスカイト(BLP)の結果>BBTとSBTのそれぞれで特徴的な光誘起効果がUV光照射下の低振動数光散乱スペクトルに観測された。BBTではUV照射により0.7psの寿命をもつ光誘起状態の存在を示唆する新しいセントラルピークの観測に成功した。またSBTではUV照射により強誘電性ソフトモードの著しい不安定化を観測した。BLPに現れる光誘起状態は構造の低次元性を反映した新しい光誘起量子協力現象であると考えられる。今後さらにBLPで体系的な研究を行うことで光誘起量子協力現象の普遍的解明が期待される。<量子常誘電体の結果>50K以下の温度領域で前年度発見した約10cm^<-1>程度に観測されるソフトモードについて光・電場誘起効果を調べた。