hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多様な軸索投射パターンの形成機構の解明

既知の軸索ガイダンス分子の働きだけでは大脳新皮質に見られる複雑な神経回路形成機構を理解する事はできない。本研究では、我々が発見した反撥性ガイダンス分子draxinに着目し、大脳新皮質における神経回路網形成機構の解明を目指す。サブプレート神経を含む大脳新皮質に発現するdraxinが視床皮質軸索投射に重要であるかどうかを以下の2つの手法(12)を用いて検証した。1大脳新皮質に特異的なコンディショナルノックアウトマウスを作製する事を考え、開始コドンとシグナル配列のあるdraxinの第2エクソンの上流と下流にloxpを配置した変異マウスを作製した。最初にコントロール実験として、すべての細胞にCreを発現するCAGGS-Creマウスとの交配により、CAGGS-Cre+/-;draxinloxp/-マウスを作製した。これらのマウスでは、loxp間のexcisionは起こっているにも関わらず、draxin-/-マウスに見られる表現型は観察されなかった。draxinタンパク質は7つのエクソンでコードされており、エクソン3以降で機能タンパク質が合成されていると考えられた。今後の計画では標的領域を変更してdraxin loxpマウスを再作製する。2pCAGGSプロモーター下にloxpを両端に持つβ-geoとさらに下流にdraxin-IRES-eGFPを持つトランスジェニックマウスを作成した。draxin-/-との交配により得られるTGーdraxin-/-マウスとEmx1-Creマウスを交配させ、draxinノックアウトマウスにおいて大脳新皮質特異的にdraxinの発現を誘導し、視床皮質軸索の投射異常が回復されるかを調べた。その結果、多くの視床皮質軸索が大脳新皮質に向かって投射する事が分かった。この結果から、サブプレートを含む大脳新皮質に発現するdraxinの重要性が示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの解析から、視床皮質軸索投射においてdraxinが重要でかつ他の軸索ガイダンス分子にないユニークな役割を果たすと予想される。そこで、領域特異的なコンディショナルノックアウトマウスやトランスジェニックマウスを中心とする解析から、視床皮質軸索投射におけるdraxinの役割を明らかにする。Cre-loxpシステムを利用したdraxinコンディショナルノックアウトマウスを作製し、どの領域に発現するdraxinが視床皮質軸索投射に必須であるかを調べる。また、相補的実験として、領域特異的にdraxinを発現するトランスジェニックマウスを作製し、draxinノックアウトマウスの視床皮質軸索投射異常がレスキューされるかを調べる。現在までに、draxinコンディショナルノックアウトマウスの作製に成功し、CAG-Creマウスとの交配によりdraxin機能が喪失されるかどうかを調べている。一方、トランスジェニックマウスに関しては、lacZ染色によるスクリーニングにより、draxinを発現するマウスラインを2系統確立した。今後、レスキュ実験を開始したい。トランスジェニックマウスを用いたレスキュー実験に成功したため、おおむね順調に進んでいる。一方で、コンディショナルノックアウトマウスの作製には失敗したので、再度作製したい。
組織における知識創造行動-組織文化・コミュニケーションに関するエスノグラフィー-

研究の目的本研究は、コミュニケーション学の立場より上司と部下の間にどのようなコミュニケーション過程が介在するのかをデータ分析することができた。先行研究を更に発展させるためには、現在はコミュニケーション学の立場からのデータ収集と分析を終えた結果、ビジネス・コミュニケーション能力とビジネス・ライティング能力が必要となることが明らかになった。以下はその研究活動と成果である。研究活動と成果(1)ビジネス・コミュニケーション論におけるビジネス・ライティング研究を整理し、またあわせて企業とカスタマー・レトリックとの関係に関する研究の中で視聴者という視点に関する問題を明らかにした。(2)ビジネス・ライティングについて知識と実践能力を中心に検討した。そのライティング実践能力を解決する糸口を探ると共に、企業内におけるビジネス・ライティング状況のためについてもふれた。(3)研究成果の一部を『高千穂論叢』に掲載する。さらに、これまで研究してきた成果は、海外内の学会に報告をしました。得られた知見(1)科学的経営教育において行ってきた社会・文化・コミュニケーション又はその近接テーマの多様な研究において概念的フレームワークを立てるためのコミュニケーション的アプローチが必要である。(2)コミュニケーション的研究のフレームワークは、科学的経営教育の概念化、コミュニケーションを用いる特徴及び理解が必要である。(3)科学的経営教育にコミュニケーションを用いる事と用語や概念化の条件等を分析することが必要である。研究の目的「組織文化」、「コミュニケーション」、「メタファー」のコンセプト・枠組みを中心に、組織内部のミドール・マネージメント・メンバーから恒常的なニーズのある「リテラシー」に関して、「創造しコミュニケートする能動的なメンバー行動」モデルの基礎資料となるエスノグラフィー的な資源の作成と、それをWeb形式で海外にも流通させる手段の開発を行う。研究活動と成果本研究では、平成14年度においては、一つの研究活動を終了した。研究代表者(ロラン)はエスノグラフィーの枠組みを作成した。また、その「エスノグラフィーの枠組み」はロラン・マリージョセ「コミュニケーションを批判的に考える」『高千穂論叢』、高千穂大学、38巻1号、pp.157-172にまとめ出版した。さらに、同じテーマで、ロラン・マリージョセは日本コミュニケーション学会関東支部では平成15年2月1日に学会で発表しました。エスノグラフィーを実施しつつの状況です。得られた知見(1)科学的経営教育において行ってきた社会・文化・コミュニケーション又はその近接テーマの多様な研究において概念的フレームワークを立てるための社会的アプローチが必要である。(2)社会的研究のフレームワークは、科学的経営教育の概念化、コミュニケーション・社会を用いる特徴及び理解が必要である。(3)科学的経営教育に社会とコミュニケーションを用いる事と用語や概念化の条件等を分析することが必要である。研究の目的本研究は、外国人就労者から常に強いニーズがある社会・関係調整能力の問題に中心を置き、教材開発の基盤をなす言語・コミュニケーション環境に関するエスノグラフィー的システムの作成と、それをWeb出版の形で海外にも普及させることを目指す。研究活動と成果「ライフストーリーそして、どのように働くか」のテーマに対して、自分のライフストーリーを組み立てました。当初の調査先はカナダ(ケベック州及びモントリオール市)だけであったが新たに、アメリカ(マサチューセッツ州及びニューベットフォード市)での調査が可能となった。調査対象者16名のライフストーリーを組み立てる予定だったが、28名のライフストーリーを収集できるようになった。カナダ、ケベック州立大学モントリオール校では、口頭での意見交換から自伝的なドキュメントを作り出しました。平成14年での得られた成果を、エスノグラフィーの手法で記述・分析すると同時に日本語教育機関に提供したことである。また、その「言語とインターアクションの両面」はロラン・マリージョゼ「アジア的視点から見る多民族組織での対人コミュニケーション-日本人とマレーシア人の発話とコミュニケーション実践のミクロ分析によるケースバイケース的アプローチ-」『高千穂論叢』、高千穂大学、36巻3号、pp.53-70にまとめ出版した。さらに、同じテーマで、ロバート・ファウザーは学会で発表しました。得られた知見(1)科学的日本語教育において行ってきた社会・文化・コミュニケーション又はその近接テーマの多様な研究において概念的フレームワークを立てるための社会的アプローチが必要である。(2)社会的研究のフレームワークは、科学的日本語教育の概念化、コミュニケーション・社会を用いる特徴及び理解が必要である。(3)科学的日本語教育に社会とコミュニケーションを用いる事と用語や概念化の条件等を分析することが必要である。得られた知見(1)科学的経営教育において行ってきた社会・文化・コミュニケーション又はその近接テーマの多様な研究において概念的

フレームワークを立てるためのコミュニケーション的アプローチが必要である。(2)コミュニケーション的研究のフレームワークは、科学的経営教育の概念化、コミュニケーションを用いる特徴及び理解が必要である。(3)科学的経営教育にコミュニケーションを用いる事と用語や概念化の条件等を分析することが必要である。
多相エマルジョンによるドナー細胞・卵細胞のカップリング輸送及び融合システムの創製

本研究は液滴の中にブタ卵子とドナー細胞を一個ずつ封じこめカップリング及び融合を実現させることを目標とし,磁気駆動マイクロツール(MMT)による液滴生成技術開発を行った.(1)バルブ機能を有するMMTによってマイクロ流路内の混相流体をchopperの仕組みで分割し,オンデマンドで個々の液滴サイズを能動的に制御して輸送するシステム開発した.50μm粒子1個1個を内包した液滴生成実験に成功し,幅広いサイズの液滴生成技術が確立された.(2)めっき加工Niを用いてハイブリットMMTを開発し,局所的な剛性と磁性を制御し従来比6倍の変位量獲得に成功した.また層流内分散相に粒子を流し,chopper MMTよりオンデマンド液滴生成が可能となった.本研究は液滴の中にブタ卵子とドナー細胞を一個ずつ封じこめカップリング及び融合を実現させることを目標とし,磁気駆動マイクロツール(MMT)による液滴生成技術開発を行った.(1)バルブ機能を有するMMTによってマイクロ流路内の混相流体をchopperの仕組みで分割し,オンデマンドで個々の液滴サイズを能動的に制御して輸送するシステム開発した.50μm粒子1個1個を内包した液滴生成実験に成功し,幅広いサイズの液滴生成技術が確立された.(2)めっき加工Niを用いてハイブリットMMTを開発し,局所的な剛性と磁性を制御し従来比6倍の変位量獲得に成功した.また層流内分散相に粒子を流し,chopper MMTよりオンデマンド液滴生成が可能となった.本研究では最近マイクロ流体技術で盛んに行われている連続相・分散相流路上の交差流路より発生させる液滴生成技術を応用して,液滴の中にブタ卵子とブタドナー細胞を一個ずつ封じこめ,ブタ卵子とブタドナー細胞のカップリング及び融合を実現させることを目的とする.平成20年度は多相エマルジョンを用いたマイクロチップ内における細胞融合システムの構築を目的とし,磁気駆動マイクロツール(MMT)による液滴生成技術開発を行った.主な研究成果は以下の通りである.(1)マイクロチャネル内にバルブ機能を有するMMTをアセンブリし, MMTの開閉機構を用い,非接触駆動を行うことでマイクロ流路内の混相流体をchopperの仕組みで分割し,オンデマンドで個々の液滴サイズを能動的に制御して輸送するシステム開発した.これにより,従来マイクロ流路内での輸送が困難であった細胞などの脆い物質等を液滴に内包し,内包する液滴を最適なサイズに制御できる利点や,分散相の流路のみを選択的に開閉できることから,細胞ストッパーとして使用できる利点を獲得し,液滴生成に大きな拡張性を与えた.実際に50μm粒子1個1個の内包した液滴生成実験に成功した.したがって,マイクロ流路内を流れる卵子やドナー細胞などの幅広いサイズに対応できる液滴生成技術が確立され,オンチップ細胞操作の自動化に大きく貢献することが可能になった.(2)また,めっきプロセスで造形したマイクロNi金属軸を埋め込んでMMTを製造する手法を確立した.これはハイブリットMMTとして,柔軟性を持ち,かつ強磁性を持つマイクロツールであり,より大きな変位量と駆動力を持つchopperとして開発した.また層流シースフローで挟み込んだ分散相に粒子を流し,粒子ターゲットに向かってchopperを動かすことで,オンデマンドに粒子内包液滴生成を行う新しいデザインのチップを開発した.このハイブリット剛Tを使用することで変位量が6倍向上することがわかり,液滴生成を確認した.本研究では最近マイクロ流体技術で盛んに行われている連続相・分散相流路上の交差流路より発生させる液滴生成技術を応用して,液滴の中にブタ卵子とブタドナー細胞を一個ずつ封じこめ,ブタ卵子とブタドナー細胞のカップリング及び融合を実現させることを目的とする.平成20年度は多相エマルジョンを用いたマイクロチップ内における細胞融合システムの構築を目的とし,磁気駆動マイクロツール(MMT)による液滴生成技術開発を行い粒子1個1個を内包する技術の確立及び,大きな駆動力を得るためのハイブリット磁気駆動マイクロツールの開発に成功した.平成21年度は平成20年度で開発された液滴生成チップのさらなる改良に取り組んだ.主な研究成果は以下の通りである.(1)これまでのチップにおいて分散相である密度の大きい疎水流体の圧力がMMTに打ち勝ちマイクロツールからの液滴の漏れを生じることが多かったが,これを防ぐためにマイクロ流路内に圧力を逃がすバイパス流路を設け,さらに上下対称に流路を設計することで,疎水流体と親水流体の圧力バランスを獲得することができ,MMTからの流体の漏れの問題を完全に克服した.(2)また,上記設計の流路による液滴生成のダイナミックレンジは圧力バランスがとれていることから,従来の流路よりも飛躍的に向上し,40-180μmの従来比3倍のサイズ範囲で液滴生成を達成することができた.また上下で2倍の液滴生成ができることより,ハイスループットで液滴生成を行うことが可能になり,また液滴の漏れの問題も解決したことよりオンデマンドでかつ必要な数だけサイズ制御された液滴生成が可能となった.以上により細胞内包を目的とする液滴生成技術は,前後の細胞操作などの処理信号などの送受信により必要な数だけ,その内包する細胞の大きさに合わせた液滴の生成が可能となった.今後は現在開発途中のMMTを用いた卵子とドナーの融合技術と液滴生成合併し融合システムの構築を目指す.
高空間分解能MRIのための送信および受信専用マルチチャンネルRFコイルの開発

高空間分解能のMR画像取得には、画質向上が必要であり、その対策の一つがRFコイルの高性能化である。そのため、7T-MR装置を用いて局所領域を高空間分解能撮像するための複数コイルを配置するマルチチャンネルRFコイル開発を目的とした。RFコイルの製作において、RFシールドの形状や配置が個々のRFコイルの特性に影響することが分かり、単一RFコイルの性能向上に必要なRFシールドの条件について電磁界シミュレーションで調べた。その結果、RFコイルの共振特性や励起磁場の向上に有用なRFシールドの形状、サイズ、配置を明らかにした。7T-MRI装置で局所的なヒト脳領域をMR撮像するためのマルチチャンネルRFコイル開発として、マルチチャンネルコイルを構成するための基礎となる単一のサーフェス型1ループのRFコイルを設計し、観察対象をヒト脳の電気特性(誘電率と導電率)を模擬した円筒型均一ファントムとして、電磁界シミュレーションにおいてRFコイルの共振特性(共振周波数やインピーダンス・マッチングなど)やRF送信時のSARなどを評価し、マルチチャンネル構成に向けたコイル条件を検討した。RFコイルの共振特性は、7T-MRI装置で使用するためはコイルの共振周波数が297.2MHzにチューニングされ、50Ωにインピーダンス・マッチングされることが理想である。このチューニングとマッチングは、RFコイルループ上に配置するコンデンサの静電容量値によって調整可能であり、また観察対象物(以下、Loadingと呼ぶ。)の電気特性やコイルとLoadingとの位置関係にも影響を受ける。電磁界シミュレーションでは、RFコイルを送受信型とし、40mm四方の矩形ループとした。また、Loadingとする円筒型均一ファントムの誘電率と導電率は、約300MHzにおけるヒト脳の白質の値で代用した。さらに、RFコイルとLoadingとの距離は、約5mmとした。FDTD法に基づいた解析により、共振周波数とインピーダンスを理想的な値に調整しうるコンデンサ条件を導出し得た。また、これらの値は、Loadingの電気特性やコイルとの距離によっても変化し得ることが確認できた。電磁界シミュレーションするための単一RFコイルの設計と、マルチチャンネル構造のコイル設計に時間を要していることに加えて、より詳細な電磁界シミュレーションを行うための演算処理速度に制限があるために時間を要しており、精細な解析とそれに基づくRFコイル製作が当初予定していた計画に対してやや遅れていると判断する。7T-MRI装置を用いてヒト脳の局所領域を高い信号雑音比(SNR)で詳細に描出することを目的として、送信および受信専用の多チャンネルRFコイルを開発することを本研究の課題としている。MR画像のSNRと空間分解能は相反する特性を有するが、理論上、MRI装置の磁場強度が高くなるほど画像のSNRは高くなるため、同じSNRであれば空間分解能の高いMR撮像が可能となり、より詳細に脳の形態を識別可能となる。このためにはSNRの向上が欠かせず、MR画像の信号取得に必要なRadio-Frequency(RF)コイルの性能向上が対策の一つである。RFコイルの性能は、撮像する組織の大きさや電気特性、RFコイルからの距離、共振特性(周波数チューニングやインピーダンス・マッチング)などに左右される。更にSNRはRFコイルの大きさにも依存し、小さいほどSNRは高くなるが信号を取得できる範囲(感度領域)が狭くなりRFコイルの近傍に制限される。このような特性を考慮して、今年度はRFコイルの設計と特性の評価をFDTD法に基づいた電磁界シミュレーションにより行った。ヒト後頭部付近の脳領域をMR撮像することを仮定し、撮像対象物を直径18cmの円筒モデルとして、MRIで観測とする水素原子核の歳差運動周波数(7T装置では297.2MHz)におけるヒト脳組織の電気特性(誘電率と導電率)を与えた。RFコイルは銅箔で8×10cmの矩形として、円筒モデル側面形状に合うように湾曲した構造とした。このコイルを隣接するように複数配置するマルチチャンネル型として電磁界シミュレーションを行った結果、追加設置するRFシールドとRFコイルとの位置関係などの影響で共振特性やコイル間の磁気結合が変化することなどが確認された。これらの影響を含めてRFコイル特性の最適化は、RF送信する場合の安全面対策においても重要となる。RFシールドの追加により、単一RFコイルの共振特性およびマルチチャンネル構造での共振特性や磁気結合を最小にする(デカップリング)ための配置や集中常数素子の設定などの最適化が達成されていない。これらの作業は電磁界シミュレーションで進めているが、RFシールドを含めたRFコイル構造の微調整に時間を要することに加えて、正確な共振特性やデカップリング特性を導出するには詳細なシミュレーションが欠かせず計算時間が長くなる。計算時間短縮のために粗い設定条件でシミュレーションを試みたが、粗くし過ぎると結果が不正確となることが分かった。予算面でシミュレーション時間短縮のための環境整備に限界があり、精細なシミュレーションとそれに基づくRFコイル製作が当初予定していた計画に対してやや遅れていると判断する。7T-MRI装置を用いてヒト脳の局所領域を高い信号雑音比(SNR)で詳細にMR撮像する送信および受信用の多チャンネルRF(radio-frequency)コイル開発が本研究課題である。MR画像のSNRや空間分解能は画質の指標となるが、これらは相反する特性を持ち、一般に空間分解能が高いとSNRは低くなる。

しかしながら、MR装置の静磁場強度を高くすることで高いSNRの画像を取得可能であり、低い静磁場強度のMR装置と比べて、空間分解能を保ったまま高SNRの画像が期待できるため、本研究課題では臨床用MR装置の最大静磁場強度3Tよりも高い7Tを使用する。静磁場強度の向上に伴い送信RFコイルによる励起磁場B1+の分布が不均一となるため、RFコイルの構成、設計、B1+や安全面に関するSARの評価が不可欠となる。本研究期間を通じて、FDTD法を用いた電磁界シミュレーションにより、多チャンネルRFコイル構成の基礎となる単一コイルに関して、被撮像物やRFシールドによる共振特性やB1+への影響などを調べた。最終年度においては、画質に寄与する送信RFコイルのB1+向上を図るため、単一の送受信型サーフェス形状RFコイルに対するRFシールドの条件を電磁界シミュレーションで調べた。RFコイルとの距離、覆う範囲によって、RFコイルの性能の指標の一つであるQ値が向上し、かつ撮像対象物内でのRFコイル近傍におけるB1+を向上し得ることを明らかにした。本研究期間で、局所脳領域MR撮像用の多チャンネル型RFコイル開発のための基礎データ、特にコイル性能向上のための一手法を明らかにした。高空間分解能のMR画像取得には、画質向上が必要であり、その対策の一つがRFコイルの高性能化である。そのため、7T-MR装置を用いて局所領域を高空間分解能撮像するための複数コイルを配置するマルチチャンネルRFコイル開発を目的とした。RFコイルの製作において、RFシールドの形状や配置が個々のRFコイルの特性に影響することが分かり、単一RFコイルの性能向上に必要なRFシールドの条件について電磁界シミュレーションで調べた。その結果、RFコイルの共振特性や励起磁場の向上に有用なRFシールドの形状、サイズ、配置を明らかにした。設計したRFコイルを応用して、マルチチャンネル型に構成して電磁界シミュレーションを行い、共振特性やデカップリング、SARなどの評価し、RFコイル設計の最適化を進める。電磁界シミュレーション装置の演算処理速度能力を考慮して、まずは粗いシミュレーション設定で処理時間の短縮を図り、RFコイル設計がほぼ固まった段階で詳細なシミュレーションを行う。シミュレーション結果に基づき、マルチチャンネルRFコイルを製作し、ヒト脳組織の電気特性や熱特性などを考慮した人体模擬ファントムを作成して、RFコイルの共振特性やコイル間のデカップリングなどを評価し、最適化を行う。また、RFコイルの安全評価の一つとして、SARと温度上昇をシミュレーションと人体模擬ファントムで調べる。人体模擬ファントムの製作が困難、または時間を要することで研究の進捗に支障が生じると判断する場合は、当該目的に使用し得るファントム製品の導入を検討する。まず、RFシールドを配置したマルチチャンネル型RFコイルの設計と特性の最適化を電磁界シミュレーションで行う。その際のMR撮像対象は、ヒト脳の電気特性を有する円筒型ファントムに加えて、標準成人(男性または女性)の数値人体モデルも利用する。
カンボジア王国の小学校体育科教育の普及施策に関する研究

カンボジア王国の小学校体育の普及政策の実行可能性を調査し、課題群の構造化分析を行った結果、「実務者にとって曖昧模糊な旧制度に依存した運営」が足枷になっていることが判明した。その後の研究で以下の4点を明らかにした。1.旧宗主国の介入によって、体操教育の普及施策が形成され、現行の学校体育制度に引き継がれていた。2.カンボジアのスポーツ黄金期と称される時代に体育制度が構築されたものの、他教科と分断された。3.共産圏でスポーツ科学者育成に傾倒したことで体育科教育人材の空洞化が進んだ。4,過去の体育育普及では外的影響を受けて内部者が内発的に開発していた。以上の研究成果をカンボジア教育省と共有した。本研究では、小学校体育授業の全国的な普及に向けてカンボジア王国が示す政策の実行可能性を科学的に検証し、裨益者の声を反映した実証研究する目的がある。4年計画の1年目にあたる本年度は、まず「普及ロジックモデルの解明」を目的とした基盤研究として「カンボジア王国の小学校体育科教育の普及メカニズムの独自性に関する研究」を行った。研究開始当初は、研究実施計画に記載した段階を踏まえて「日本の過去と現在の教科教育の普及制度に関する文献調査」を行った。そこでは歴史的な発展過程が現在の普及制度を下支えし、日本独自の体育科教育が展開されている事実を確認した。したがって、その後の調査では、当初計画していた現状分析ではなく、カンボジアの教科教育および教科体育の歴史的展開に関する文献・インタビュー調査を行い、研究成果をまとめた。但し、カンボジアの教育史および体育・スポーツの歴史的・人類学的考察を深める中で、各年代に生じた史実や状況変化に伴って、教育および体育・スポーツの実施体制および普及方略が大きく異なっている事実が判明した。そこで本研究では、カンボジアの教育および体育・スポーツ普及の独自性、行財政制度、人財育成制度等の変遷を年代別に特徴化することで、カンボジア独自の普及方略の在り方を検証し、3年目以降の研究につなげることとした。なお、本年度は、1教育開発導入期(18631953年)、2教育開発展開・衰退期(19531975年)、3教育開発崩壊・復興期(19751993年)、4教育開発調整期(19932005年)、5教育開発成長期(2005)に分割し、まずは教育開発導入期の研究を行った。その結果、(1)仏国統治中期に現在のクメール体操が導入されていた史実、(2)仏国統治後期に教科体育や課題スポーツが導入され、仏国と現地の制度が融合した教育開発が進んでいたことを明らかにした。本研究では、小学校体育授業の全国的な普及に向けてカンボジア王国が示す政策の実行可能性を科学的に検証し、持続可能な発展形成の実証研究を目的としている。4年計画の2年目にあたる本年度は、「普及ロジックモデルの課題解明」を目的とした基盤研究として教育開発展開・衰退期(19531975年)における「カンボジア王国の小学校体育科教育の普及メカニズムの独自性に関する研究」を行った。研究開始当初は、研究実施計画の段階を踏まえてカンボジアの教科教育および教科体育の歴史的展開に関する文献・参与観察を行い、研究成果をまとめた。カンボジアのスポーツ黄金期とされているシハヌーク政権下の教育史および体育・スポーツの歴史的・人類学的考察を深める中で、この時代に生じた状況変化に伴って、教育および体育・スポーツの実施体制および普及方略が現代に大きく影響している史実が判明した。また、1.このシハヌーク時代は、民主化を目指すサンクム前期(19531963年)と共産主義に移行したサンクム後期(19631975年)に分かれていた史実が判明した。2.サンクム前期には、体育・スポーツ省の設置に伴う王立体育スポーツ大学や三角ゲームズ(国体)の開始など、現存のスポーツ開発の基礎が築かれており、3.サンクム後期には、国際社会のイデオロギー闘争に巻き込まれる中で共産主義諸国からの支援に傾き、エリートスポーツの強化に専念し始めたことなどが明らかとなった。現存する多くの制度がサンクム時代に形成されていたこと、自発的発展形成時に形作られた制度や他の正の遺産との関係性が判明したことなどから、本年度以降の研究では、本時代区分におけるカンボジアの教育および体育・スポーツ普及の独自性、行財政制度等を掘り下げて調査することで、カンボジア独自の普及方略の在り方を検証し、3年目以降の研究につなげたい。本研究では、小学校体育授業の全国的な普及に向けてカンボジア王国が示す政策の実行可能性を科学的に検証し、カンボジア王国の体育科教育関係者が持続可能な体育普及制度を探究するための実証研究を行う目的がある。調査研究の1年目には、教育開発導入期(18631953年)の検討から普及メカニズムの独自性を検証した。その結果、旧宗主国の介入によって近代体育および普及制度が形成され、現在の学校体育およびスポーツ開発に引き継がれている史実が判明した。また2年目には、教育開発展開・衰退期(19531975年)の検討から普及施策の基点となる人材育成制度の差異を検証した。その際、カンボジアのスポーツ黄金期と語られる時代の体育・スポーツに係る事象を検証する中で、この時代に構築された制度が現在の人材育成制度を下支えしているものの、各時代の状況変化に伴って変化していた事象を明示した。そして、3年目にあたる本年度は、これまでの研究結果を踏まえて、新体育施策の有効性と持続性に関する研究を行った。

具体的には、教育崩壊・復興期(19751993年)の体育・スポーツを含む教育開発を調査し、内戦後に形成された教育普及政策と新体育普及施策を比較して、新体育普及施策の有効性と持続性を検討した。その結果、地域性があるものの、概略的には前時代に形成された教育発展基盤および人材育成制度が改変されながら、現在に継承され、現行の制度にも反映されていることが解った。研究計画を策定した当初は、政策学の研究方法論によるセオリー評価やインパクト評価を用いて現代に起る事象を検証し、普及ロジックモデルを解明しようと考えていたが、研究を進める中で現在の事象が歴史的に積み上げられたものであり、現代の教科体育に関する政策を知るには、歴史および人類学的研究方法論を用いて検討する必要が生じた。こうした経緯を経て、研究範囲が広がったことから、研究がやや遅れることになった。本研究では、これまで小学校体育授業の全国的な普及に向けてカンボジア王国が示す政策の実行可能性の根幹がフランス独立後から内戦までに形成されていたことを明らかにした。1年目には、教育開発導入期(18631953年)の検討から普及メカニズムの独自性を検証し、旧宗主国の介入によって近代体育および普及制度が形成され、現在の学校体育およびスポーツ開発に引き継がれている史実が判明した。また2年目には、教育開発展開・衰退期(19531975年)の検討から普及施策の基点となる人材育成制度の差異を検証し、この時代に構築された制度が現在の人材育成制度を下支えしつつ、各時代の状況に応じて外部支援が接合され、現在に至っていることが分かった。さらに3年目には、教育崩壊・復興期(19751993年)の体育・スポーツを含む教育開発を調査し、内戦後に形成された教育普及政策と新体育普及施策の比較から、新体育普及施策の有効性と持続性には、前時代に形成された教育発展基盤および人材育成制度を現行制度に活用すべきことを明らかにした。その後、本年度(4年目)には、これまでの調査結果を踏まえてロジックモデルの草案を作成した後、聞き取り調査によってカンボジアの体育科教育の普及施策に関する現状分析を進め、モデルの完成を目指そうと試みた。その結果、スポーツ行政特有の普及制度が活用されているなどのポジティブな影響がある一方で、鉄棒やポルティークなどの体育施設が放置されているなどのネガティブな影響も散見された。但し、当時を知るインフォーマントの相次ぐ他界で残念ながら十分な語りを収集することができなかった。研究計画を策定した当初は、政策学の研究方法論によるセオリー評価やインパクト評価を用いて現代に起る事象を検証し、普及ロジックモデルを解明しようと考えていたが、研究を進める中で現在の事象が歴史的に積み上げられたものであり、現代の教科体育に関する政策を知るために、史学および人類学的研究方法論を用いて検討する必要が生じた。なお、本年度の調査では、UNESCOカンボジア、Institut francais du Cambodge等からの新たな情報を得た一方で「情報提供者の体調不良や相次ぐ他界」そして「紛争後初の国体の開催」などの影響で調査を実施することができず、調査が遅延し、現地の土着化プロセスを念頭に入れた体育開発の必要性は浮かび上がったものの、ロジック・モデルを完成させるまでには至らなかった。
既成斜面都市空間における住環境改善手法の開発に関する調査研究

(1)長崎市における既成斜面都市空間の形成過程および現状について調査した結果,大略次のような点が明らかとなった.(1)長崎市の場合,大きくみて(1)幕末居留地形成段階, (2)開港後大正,昭和戦前期に至る都市発展段階, (3)第2次大戦後の人口急膨張段階, (4)近年における都市周辺部での大規模宅地開発および既成斜面都市部における中高層住宅開発段階の4つの段階をへてそれぞれ特徴ある斜面都市空間が形成されており,その都市遺構が生きたまま現存していること.(2)昭和57年長崎大水害およびその後の研究成果を加味して考えたとき,斜面都市空間特有の問題点としてはとくに(1)災害(水害および火災)(2)住民の健康(ハンディキャプトの生活,心肺機能訓練)(3)住民サービス(給排水,ゴミ,配達,往診他)に注目すべきこと.(3)既成市街地の更新は進まずむしろ老朽化が進行していること,その一方で空隙的斜面地を利用したマンション型斜面住宅の新規建設が進行していること.(2)斜面都市および住環境の改善に関する既応研究成果を収集した.(3)斜面住環境の改善プロジェクトとして,とくに昭和57年長崎大水害で土石流による壊滅的打撃を蒙った長崎市内東部地区を対象に改善プロジェクトを作成した.(1)長崎市における既成斜面都市空間の形成過程および現状について調査した結果,大略次のような点が明らかとなった.(1)長崎市の場合,大きくみて(1)幕末居留地形成段階, (2)開港後大正,昭和戦前期に至る都市発展段階, (3)第2次大戦後の人口急膨張段階, (4)近年における都市周辺部での大規模宅地開発および既成斜面都市部における中高層住宅開発段階の4つの段階をへてそれぞれ特徴ある斜面都市空間が形成されており,その都市遺構が生きたまま現存していること.(2)昭和57年長崎大水害およびその後の研究成果を加味して考えたとき,斜面都市空間特有の問題点としてはとくに(1)災害(水害および火災)(2)住民の健康(ハンディキャプトの生活,心肺機能訓練)(3)住民サービス(給排水,ゴミ,配達,往診他)に注目すべきこと.(3)既成市街地の更新は進まずむしろ老朽化が進行していること,その一方で空隙的斜面地を利用したマンション型斜面住宅の新規建設が進行していること.(2)斜面都市および住環境の改善に関する既応研究成果を収集した.(3)斜面住環境の改善プロジェクトとして,とくに昭和57年長崎大水害で土石流による壊滅的打撃を蒙った長崎市内東部地区を対象に改善プロジェクトを作成した.
骨分化能の高い歯髄由来間葉系幹細胞の単離・同定と効率的な顎骨再生への応用

歯冠完成期の歯髄由来間葉系幹細胞(DPSC)において、骨分化マーカーRunx2の発現が、歯根形成期・歯根完成期DPSCと比較して骨分化誘導前から有意に上昇していることから、Runx2の時期特異的発現異常による骨分化能抑制が原因として考えられた。歯冠完成期由来DPSCの骨分化過程において、ALPの発現が、他時期由来DPSCと比較して有意に低いことが分かった。そこで、歯冠完成期由来DPSCにALPを遺伝子導入することで、Runx2の発現、骨分化能について解析した。その結果、ALP遺伝子導入群では、正常な骨分化誘導が見られることが分かったが、Runx2の発現抑制は見られないことが明らかとなった。当初目的としていたALDH活性による細胞分離は、ALDH酵素活性が低く、細胞分離が困難であった。そこで歯冠完成期、歯根形成期、歯根完成期の智歯の根尖組織の3群を比較し、骨形成能に優れたMSCの同定を行なった。歯根形成期・歯根完成期の歯根由来細胞群が骨形成能に優れていることをin vitroの骨分化法・in vivoのマウス骨折モデルにて明らかにした。アリザリンレッド染色法と吸光度測定による定量評価により、骨分化能を測定した。歯根形成期・歯根完成期群は、歯冠完成期群と比較して有意に高い骨分化能を示すことが分かった。In vitroにおける骨分化能解析の結果、群間で顕著な差が認められた。次に、RT-PCR法により分化誘導前後の骨分化関連遺伝子の発現を比較解析した。骨分化は主要転写因子Runx2によって制御されている。Runx2は骨分化初期から中期まで促進的に、中期から後期には抑制的に作用することが報告されている。また、Col1, OPN, OCはRunx2の標的遺伝子であり、それぞれ分化初期、中期、後期の骨分化マーカー遺伝子とされている。歯根形成期・歯冠完成期群では、骨分化誘導後にRunx2、OCの発現が上昇したのに対し、歯冠完成期群では分化誘導前から高い発現を示し、誘導後に発現が減少した。また、いずれの群においても、分化誘導後にALPの発現が有意に上昇したが、歯冠完成期群の発現上昇は歯根形成期・歯冠完成期群より低かった。以上の結果から、分化誘導前に高い発現を示したRunx2の発現が、歯冠完成期群の骨分化を抑制している可能性が示唆された。顎口腔外科領域ではインプラント治療・顎骨再建などで、骨が欠損している部位に骨移植を行うことがある。現在では、自家骨や人工骨などを使用するが、自家骨においては採取量に限界がある。人工骨では生体適合性や骨への置換性等に問題点があり、加えて人工骨が吸収されてしまう危険性および易感染性等、多くの欠点を有している。以上のことから、ヒトの顎骨再生を効率的に行うために、骨分化能の高い間葉系幹細胞を用いた侵襲の少ない効率的な新しい骨再生法の導入が早急な課題である。智歯は智歯周囲炎、矯正治療などのために抜歯される機会が多く、抜去歯は処分され医療廃棄物となる。歯髄は間葉系幹細胞を含み、自家移植のソースとして大いに注目され、特に智歯は検体数も多く適した材料である。しかし、採取した間葉系幹細胞は単一の細胞集団とは言い難く、細胞治療を行う際により機能的な間葉系幹細胞の単離および同定が求められる。歯髄由来間葉系幹細胞は骨、軟骨、脂肪などの間葉系細胞への分化をはじめ、さまざまな分化能を有していることが報告されている。さらに高い骨分化能を有する歯髄由来MSCの単離および同定のためのマーカーを開発することにより、効率よく顎骨の再生を行える可能性が期待される。歯冠完成期、歯根形成期、歯根完成期の智歯の歯髄組織からCD349を指標にして間葉系幹細胞を分離・培養した。それぞれの細胞増殖能・骨分化能をin vitro分化法とマウス骨折モデルを用いて解析を行い、歯冠完成期とその他の時期の歯髄では間葉系幹細胞の性質に差異があることを明らかにした。現在、細胞増殖能・骨分化能に優れた「歯髄組織由来間葉系幹細胞」の遺伝子発現をPCR法・マイクロアレイ法にて解析し、細胞増殖能・骨分化能を高める因子群の探索を行っている。歯冠完成期の歯髄由来間葉系幹細胞において、骨分化マーカーの代表的な因子の一つであるRunx2の発現が、歯根形成期ならびに歯根完成期の歯髄由来間葉系幹細胞と比較して骨分化誘導前から有意に上昇していることから、Runx2の時期特異的発現異常による骨分化能抑制が原因として考えられた。

Runx2の標的因子は、Col1, OPN, OCで、本研究でも歯冠完成期の歯髄由来間葉系幹細胞は他時期由来と比較して有意に高い発現を示すことが分かった。一方、歯冠完成期の歯髄由来間葉系幹細胞の骨分化過程において、骨分化マーカーの一つであるALPの発現が、他時期由来の間葉系幹細胞と比較して有意に低い発現を示すことが分かった。そこで、歯冠完成期の歯髄由来間葉系幹細胞にALPを遺伝子導入することで、正常な骨分化が誘導されるかについて、Runx2の発現を含め、骨分化能について解析を行った。その結果、ALP遺伝子導入群では、正常な骨分化誘導が見られることが分かったが、Runx2の発現抑制は見られないことが明らかとなった。次に、Runx2の発現を制御している因子として、TGF-betaおよびBMP-2の発現解析を行った。それらの遺伝子は、歯冠完成期の歯髄由来間葉系幹細胞において、他時期由来の間葉系幹細胞と比較して有意に高い発現を示すことが分かった。そこで、TGF-beta抑制因子を加えることにより、歯冠完成期の歯髄由来間葉系幹細胞において正常な骨分化誘導が見られるかについて解析を行った。TGF-beta抑制因子を加えた群では、抑制因子を加えなかった群と比較して、骨分化誘導前(day 0)では、有意にRunx2の発現を抑制しているが、骨分化誘導が進むにつれて、有意にRunx2の発現を抑制しないことが明らかとなった。このことから、Runx2の発現を制御している因子は、他に存在する可能性があることが推測された。再生医学による顎骨再建歯冠完成期の症例数が少ないが、歯髄組織から細胞培養・細胞群の分離、骨分化能の検討など順調に進んでいる。歯冠完成期の症例数が少ないが、歯髄組織からの細胞培養・細胞群の分離、骨分化能の検討など順調に進んでいる。本研究により、組織の発生段階に応じて、幹細胞治療に用いる可能性について、詳細に解析行なう必要性が明らかとなった。今後、関連原因因子の同定を行なうことにより、幹細胞治療法の確立に向けた研究を推進する。歯冠完成期、歯根形成期、歯根完成期の歯髄組織より細胞を分離し、CD349をマーカーとして陽性・陰性群に分離し、マウス骨折モデルを用いてin vivoでの骨形成能を検討する。歯の形成期、CD349を指標にして分離された、細胞増殖能・骨分化能の異なる細胞よりRNAを抽出し、マイクロアレイ法を用いて遺伝子発現解析を行う。マイクロアレイの知見をもとに、骨形成能に重要と思われる遺伝子を細胞に導入し、骨分化に適した歯髄由来間葉系幹細胞を得る。該当なし
抗トポイソメラーゼI抗体の生産機序を中心とした全身性強皮症病因の解明

全身性強皮症では、抗トポイソメラーゼI(トポI)抗体の出現が特徴である。我々は以前の研究から抗トポI抗体産生機序としてantigen-driven、すなわち、トポI特異的自己T細胞が活性化されていることを見つけている。本研究ではトポI特異的T細胞の活性化メカニズムを明らかにする目的で患者で実際に認識されるトポIのT細胞エピトープを決定とマウスでのシュミレーション実験を計画した。重要な作業はT細胞エピトープを詳細に決めることであるが、トポI分子が大きく、全長を網羅するペプチドを化学合成するという方法をとりづらく、ランダムライブラリーの原理をトポI分子に応用し、MHCクラスII分子に結合する領域を同定することとした。MHCクラスII分子は精製でなく、組換えMHCクラスII分子を大腸菌で大量産生させることとし、α鎖及びβ鎖の細胞外ドメインの遺伝子をPCR法にて増幅した後、リンカー(DDAKK)4をコードする遺伝子(作成法は報告済み)を挟んで一本鎖にして、ファージのマイナ-コートプロテインをコードする遺伝子に連結した。これに先立ち試験的にMHC分子と同じスーパーイムノグロブリンファミリーである抗体分子の可変領域であるVH鎖とVL鎖を同じリンカーを挟んで一本鎖として発現させ、抗体活性があることを確認している(Mol. Biol. Reports, in press)。MHCクラスII分子はファージ上に発現され、現在本来の立体構造を保持しているか抗クラスII抗体などを用い確認中である。一方、トポIの様々な部分を長さ30-50アミノ酸程度のペプチドとして発現するファージライブラリーはすでに完成しており、組換えMHCクラスII分子が作成され次第スクリーニングを行うことができる。
アフリカ在来農業の集約化をめぐる生態人類学的研究

ザンビア、タンザニア、エチオピアおよびカメルーンの諸民族を対象にしたアフリカ独自の農業集約化に関する現地調査と比較研究を行った。1.焼畑耕作地における集約化の現状と半常畑耕作の展開:在来農業に軸足をおきながら外部経済に対処するアフリカ農民の生計戦略と、その生態・社会・経済的背景の解析をおこなった。(1)ベンバでは構造調整・経済自由化政策下で、化学肥料の入手が困難になり、10年前に導入された集約的半常畑耕作が放棄された結果、疎開林帯における伝統的なチテメネ耕作が復活し、ブタ等の飼育が盛んになった実態を明らかにした。(2)熱帯雨林に住むンジェムの調査からは、多雨林の焼畑がギャップ耕作を基礎にした安定的なものであることが明らかになった。2.山地型在来農業の集約性:(1)独自の土壌保全型ピット耕作を行うマテンゴにおいては、尾根を単位とした土地利用のシステム、農法、土壌に関する民俗知識、人口増に対応した社会的メカニズム等の解明を通して、移住性を基層部にもつ定住社会としての特質が明らかになった。(2)ルグルでは、焼畑耕作、無耕起農耕、アグロフォレストリーなどの在来農業と、蔬菜果樹などの換金作物栽培が併存する実態が明らかになった。(3)コンソでは石積技術に支えられた階段耕作、堆肥の積極利用、多種作物・雑草に関する民俗知識、小規模灌漑など徹底的な環境利用による集約性の特性が明らかになった。3.根裁型在来農業の集約性:(1)エンセーテ耕作民のアリとイェムでは、多品種栽培を軸とした畑地管理や多目的有用植物としての利用体系、それを支える物質文化など、エンセーテ文化複合の実態を明らかにした。(2)プランティンの集約的農業を発達させたハヤでは、土地利用の解析やバナナとコーヒーを主作物とする混作的な畑(キバンジャ)の農業生態の分析によって、その立地条件と管理が高度な集約化の基礎となっていることが明らかになった。タンザニア、エチオピア、ザンビアの諸民族を対象にした在来農業の集約化をめぐる現地調査で、以下のような成果をあげることができた。1、アフリカ独自の農業集約化の特性把握:山地帯に住むタンザニアのマテンゴとエチオピアのコンソが発達させてきた集約性の高い在来農業の諸特性が明らかになった。マテンゴは、ピット耕作(掘り穴耕作)と呼ばれる独自の土壌保全型の農業を発達させてきたが、今回の調査では、一つの尾根を単位とした土地の保有と利用のシステム、各畑地の土壌肥沃度の分布、土壌や谷底低地についての民俗知識、人口増に対応した定住と移住の社会的メカニズムなどの解明が進んだ。コンソ調査では、広大な斜面地に展開する階段耕作を支える石積み技術や耕作法、堆肥・厩肥の積極的な活用、多種類の作物や畑地雑草についての民俗知識、また小河川での小規模灌漑システムなど、徹底して環境を利用し、集約的に展開する在来農業の実態が明らかになった。エチオピアのアリなどのエンセ-テ(エチオピア起源の作物)栽培民を対象とした調査では、エンセ-テの栽培法・利用法の解明が進み、また、エンセ-テの近代的な集約栽培の展開について、予備調査を行った。2、農地経営・環境改変・植林活動の相互関係の把握:タンザニアのババティ周辺域に住むチャガ系移民を対象にして、世帯レベルの農地経営、薪採取の実態、現金獲得活動の内容と植林活動との相互関係の解明が進んだ。3、焼畑耕作地における半常畑耕作の展開と問題点の解明:

ザンビアのベンバを対象として、構造調整政策下で、特異な焼畑耕作(チテメネ耕作)と化学肥料などを投入する半常畑耕作の現状と問題点の整理、および衛星写真を用いた土地利用・疎開林の改変状況の解析が進んだ。現地での追跡調査は、次年度の課題である。ザンビア、タンザニア、エチオピア及びカメルーンの諸民族を対象にした在来農業の集約化をめぐる現地調査で、以下のような成果をあげることができた。1、焼畑耕作地における集約化の現状と問題点の把握:ザンビアでは構造調整プログラムと経済の自由化政策が村レベルの農業に大きな影響を与え、化学肥料の入手が困難な状況のもとで、村人は10年前に導入した集約的な半常畑耕作を放棄して、疎開林帯における伝統的な焼畑耕作(チテメネ耕作)に回帰し、またブタやヤギの飼育に力を入れ始めた実態を明らかにできた。カメルーンの熱帯多雨林に住むンジェムの調査からは、多雨林の焼畑がギャップ耕作を基礎としており、その安定性のもとで生計が営まれていることか明らかになった。これらの調査から、在来農業に軸足をおきながら外部経済の動向に対処するアフリカ農民の生計戦略と、その生態・社会・経済的な背景の解析が進んだ。2、山地帯の在来農業がもつ集約性の特性把握:タンザニアのマテンゴでは、斜面地でのユニークな堀り穴耕作を支える農法と土壌との相互関係や民俗知識、人口の増加と移住を組み込んだ集約性などの特性把握が進んだ。エチオピアのコンソでは、石工技術に支えられた階段耕作・小規模潅漑、および低地での粗放農業と牧畜がセットとなった集約性の特性が明らかになった。3、エンセ-テ・バナナの根栽型在来農業と集約化:南西部エチオピアにおけるエンセ-テ栽培の分布・多品種耕作や民俗知識の変異、タンザニア北西部のハヤにおける料理用バナナ耕作を基礎した土地利用の実態把握によって、根栽型の在来農業と集約化をめぐる状況が明らかになった。タンザニアとエチオピアの諸民族を対象にした現地調査、および国内での比較研究などによって、在来農業の集約化について以下のような成果をあげることができた。1、根栽型の在来農業の特性把握:タンザニアのビクトリア湖西岸域でプランテン・バナナの集約的農業を発達させたハヤを対象とし、特に、土地利用の解析やバナナ・コーヒーを主作物とする混作的な畑地(キバンジャ)の農業生態の分析によって、キバンジャの立地条件と管理が高度な集約化の基礎となっていることが明らかになった。また、エチオピアのエンセーテ耕作民(イェムとアリ)を対象として、エンセーテの多品種栽培を軸とした畑地管理や多目的の有用作物としての利用体系、それを支える物質文化など、いわばエンセーテ文化複合の実態を明らかにした。バナナ畑とエンセーテ畑はともに、かつて森林を原植生とする土地であった可能性が高いことも明らかとなった。2、山地型の在来農業の特性把握:山地でのピット耕作(堀り穴耕作)を営むタンザニアのマテンゴ社会の分析が進み、ピット耕作とコーヒー栽培の強いつながりや、移住性を基層部にもつ定住社会としての特質との関係が明らかになった。タンザニアの山地での在来農業研究を深めるため、ウルグル山域に住むルグルの調査を進め、林地での焼畑耕作、斜面地での無耕起農耕、屋敷地でのアグロフォレストリーなどの在来農業と、蔬菜・果樹などの換金作物の栽培が併存する実態が明らかになりつつある。3、チテメネ耕作の持続と変容:ザンビアのベンバを対象とし、衛星画像の解析などによっ構造調整政策下でのチテメネ(焼畑)耕作の持続と変容の過程が明らかになり、またチテメネ耕作を支えてきた世界観の分析が進んだ。
パルス状空間ソリトン光の対向衝突における物理機構解明

バルク材料深部の物質構造を高い空間分解能で局所制御可能な新しい3次元光制御法の開拓を目指し,対向するパルス状空間ソリトン光の衝突点で生じる非線形相互作用について解明を試みた。長作動対物レンズを用いた走査型位相差顕微鏡を対向衝突システムに組み入れ,光学材料内部の振幅および位相コントラスト像を観察した。また,入射波である基本波とその第2高調波の間で生じる周期的エネルギー移行を考慮した有限差分時間領域法を開発し,空間ソリトン光の閉じ込め作用や対向衝突作用について数値解析した。バルク材料深部の物質構造を高い空間分解能で局所制御可能な新しい3次元光制御法の開拓を目指し,パルス状空間ソリトン光の対向衝突位置で生じる非線形相互作用の物理機構の解明を目的としている。ビーム径が一定の状態でビーム伝搬する空間ソリトンを用いることで,本光制御法は材料深部を高い空間分解能で光計測制御可能である。本年度は,非線形相互作用による光学材料の局所構造変化の物理機構を解明するために,強誘電性SBN結晶内の対向衝突位置で誘起される局所非線形光学作用とその光学作用によるSBN結晶の局所構造変化を観察するための走査型位相差顕微鏡を構築システムに組み入れた。輪帯照明を用いた走査型位相差顕微鏡では,開口数0.55,作動距離13mmの長作動対物レンズで輪帯照明し,SBN結晶内部を通過して形成された円環状光強度分布から複数の傾斜照明画像を再構成した。これらの傾斜照明画像をフーリエ変換し,フィルタ処理した各パワースペクトル画像を用いて結晶内部の位相コントラスト像を再生した。SBN結晶へのポーリング処理や光の一様照射処理を実施しているが,光路内で積算されたSBN結晶内部の屈折率分布は空間ソリトンによる屈折率分布より大きい結果となった。また,チタンサファイアレーザーの照射と撮像素子を同期計測することで,SBN結晶内部に局所形成される分極変化の実時間応答を構築した第2高調波顕微鏡で観察した。チタンサファイアレーザー光の揺らぎやストロボ照射法における時間分解が低いことに起因して,実時間観察での分極反転構造の観察には至らなかった。バルク材料深部の物質構造を高い空間分解能で局所制御可能な新しい3次元光制御法の開拓を目指すために,パルス状空間ソリトン光の対向衝突点において生じる非線形相互作用の物理機構の解明および新しい光学材料の探索を目的としている。本手法は材料深部を高い空間分解能で光計測制御可能であり,学術的には新しい光科学技術の創成,産業的には既存光技術では困難であったバルク材料深部の局所光制御や光加工に貢献できる。本年度は,物理要素技術である(1)パルス状空間ソリトン光の形成,(2)対向パルス衝突点での光学材料との非線形相互作用,の物理機構を解明するために,強誘電性SBN結晶内で誘起される局所光学作用を測定するための実験システムを改良し,基礎実験を試みた。既存のパルス状空間ソリトン光による光制御システムに組み込むための,(a)動的ホロコーン照明型位相差顕微鏡,(b)第2高調波干渉顕微装置,(c)非接触型局所温度計測装置を構築した。動的ホロコーン照明型位相差顕微鏡では開口数0.55,倍率50倍,作動距離13mmの長作動対物レンズを用いて傾斜照明し,円環絞りを通過させた傾斜照明画像をコンピューターにて画像処理して振幅画像および位相画像を描出するためのシステムを構築した。第2高調波顕微鏡では,チタンサファイアレーザーを光源として強誘電性材料内で第2高調波を発生させ,強誘電体材料の面内走査で自発分極構造を画像化できるようにした。また,空間ソリトン光の対向衝突点(1点)での自発分極の向きを実時間で計測できるようにした。局所温度計測装置では赤外カメラによる温度計測装置を構築した。撮像素子の画素数(320×240)のため観察領域に対する空間分解能が低く,複数枚による画像からの高空間分解能化の処理を検討した。また,SBN結晶はキュリー温度近傍で強誘電特性に大きく変化するため精密温度装置で制御できるようにした。バルク材料深部の物質構造を高い空間分解能で局所制御可能な新しい3次元光制御法の開拓を目指し,パルス状空間ソリトン光の対向衝突点で生じる非線形相互作用について解明を試みてきた。本手法は材料深部を高い空間分解能で光制御することが可能となり,新しい光技術の創成や材料深部の局所光制御に貢献できる。最終年度では,強誘電性材料などの位相構造物体の観察および対向パルス衝突点での局所温度観察を試み,パルス状空間ソリトン光の対向衝突による光と物質の非線形相互作用についての実験,および非線形相互作用を考慮した有限差分時間領域法による数値解析を実施した。本研究では,非線形相互作用を実験的に解析するために,長作動対物レンズを用いた走査型位相差顕微鏡と非接触型局所温度計測装置とをパルス状空間ソリトン光を用いた光制御システムに組み入れた。