hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肥満予防を目的とした肝転写因子の基礎的研究

このように肥満モデルマウスとNASHモデルマウスにおいて共に有効性を発揮したPS-B1が、その改善作用においては両者で異なるメカニズムを介する可能性が考えられた。本テーマにおける研究期間を通じて、当初の目的はChREBPの活性化メカニズムを分子生物学的に明らかにし、高感度アッセイ系を構築してChREBPの活性化抑制を標的とした、肥満抑制物質をスクリーニングすることにあった。しかしながら当初計画していたChREBPとGAL4結合ドメインの融合タンパク質を用いたレポーターアッセイ系の構築が機能しない状態の中で、乳酸菌代謝生産物質PS-B1が、ChREBP応答遺伝子であるLPK,FASなどの転写を抑制して、高スクロース摂取肥満モデルマウスにおける脂肪肝および内臓脂肪の蓄積に関して改善効果を示し、さらに非アルコール性脂肪肝炎(NASH)モデルマウスにおいても症状の改善効果を示したことから、PS-B1はこれまでに示されていた炎症等からの肝保護作用に加えて、栄養学的に炭水化物(糖質)や脂質の摂取過多による肝機能不全や肥満に対して改善効果を有する物質であることが示唆された。最終年度にあたる今年度は、研究代表者の異動に伴って研究に対するエフォートを十分にえられなかったため、高スクロース摂取マウスにおけるPS-B1の有用性を再確認するために、脂質合成系に対する効果、解答系・グリコーゲン代謝に対する影響、高インスリン血症改善効果に対する改善効果の確認実験を行い、PS-B1の作用機序について種々の考察を加えるに至った。尚、研究のエフォートが大幅に減少したため剰余の研究費は返納し、作成したベクターその他を用いた分子生物学的研究は、共同研究による研究体制を再度整えて研究を完遂させたい。本研究では、培養細胞において肝転写因子ChREBP活性化抑制効果が示唆された乳酸菌代謝生産物質PS-B1を摂取させることで、高スクロース食を与えた肥満モデルマウスの肥満抑制効果がみられるかを検討した。その結果、通常飼料群に比べて高スクロース飼料群では体重、腸管脂肪、精巣上体脂肪及び肝重量の増加、FASN、ACC、L-PK等の糖・脂質代謝関連酵素の発現増強がみられたが、PS-B1摂取群ではPS-B1含有量に比例してこれら全てが抑制傾向にあった。これらの成果により、PS-B1は主にChREBPの活性を阻害することで脂質合成を抑制し、かつマウスにおいて肥満解消効果を有することが示唆された。前年度に引き続き、動物モデルを用いた実験は共同研究者や学生の臨時雇用により行うことが出来たが、ChREBPの活性化評価系の構築を主体とする分子生物学的解析を殆ど行うことが出来なかった。これは研究代表者の機関内での異動に伴う準備等が大きな理由であり、本年度下半期に殆ど研究遂行に係るエフォートを達成できなかったためである。尚、上記の理由により補助事業期間延長を申請し、受理された。生化学ChREBPの高感度レポーターアッセイ系の構築や、ドミナントネガティブChREBPトランスジェニックマウス用ベクター作成等の分子生物学的実験を殆ど残していることから、これらを中心に研究を進める。尚、実験に従事する時間を有効に活用するため、遺伝子組換えによるベクター等の構築や変異の導入などに、人工遺伝子作成の外部委託を積極的に取り入れることを検討している。
間接メモリアドレッシングを活用したメモリアクセスの効率化

ワークステーションやパーソナルコンピュータのプログラムでは,レジスタや演算器などの資源を有効に利用することによりソフトウェアを高速化できるが,最近では,大規模化したメモリのアクセスに要するコストも大きくなり,メモリアクセスを考慮したハードウェア・ソフトウェア両面からの高速化が重要な課題となっている.メモリアクセスでいわゆるアドレスポインタを介した間接メモリアドレッシングは,非常に簡単なハードウェアで実現でき,メモリアクセスに要するコストも少ない.また,アドレスポインタに対する簡単な更新操作は算術・論理演算と同時に実行できるようになっている場合が多く,これを効率よく利用すればメモリアクセスを高速実現でき,ソフトウェア全体の効率化につながる.この間接アドレッシングを汎用言語プログラムのメモリアクセス全てに用いた場合,現在のコンパイラ技術ではメモリアクセス上のオーバーヘッドを多数生じ,ソフトウェアの効率が大きく劣化してしまう.そこで本研究では,メモリアクセスを全て間接アドレッシングだけで行いプログラムを効率化する諸方法について提案を行う.本年度は従来まで行ってきた研究を元として,より拡張した間接アドレツシングの下で効率的アクセスが可能な変数アドレス配置を求める発見的アルゴリズムを提案している.まず,アドレスポインタが±2まで操作できる間接メモリアドレッシングについて変数のアドレス配置を決定するアルゴリズムの提案を行った.仮定した間接アドレッシングにおいては効率的AR操作だけでメモリアクセス可能なグラフ構造が3点クリークグラフ(三角形状)をチェインした形状(Chained 3rd Clique Graph:CCG-3)になることを示し,与えられたメモリアクセス系列をグラフ表現し(アクセスグラフ),ここからCCG-3を抽出することにより効率的なメモリアクセスが可能な変数アドレス配置を得ることができる.更に,アドレスポインタが±κまで操作できる場合についても同様に,CCG-(κ+1)をアクセスグラフから抽出する方法に基づくアドレス配置方法を提案している.次に,アドレスポインタがモジュロー更新できる場合について検討を行った.この間接アドレッシングにおいて効率的AR操作だけでメモリアクセス可能なアクセスグラフ形状を示し,四角形グラフをチェインした形状(Chained Square Graph:CSG)の抽出に基づく発見的アルゴリズムを提案している.更に,フレームワーク部分としてC言語用コンパイラからのメモリアクセス部分の抽出も進めているが,上記で提案した2つのアルゴリズムがメモリアクセス系列だけを入力としているため,適用は容易であると考えられる.ワークステーションやパーソナルコンピュータのプログラムでは,レジスタや演算器などの資源を有効に利用することによりソフトウェアを高速化できるが,最近では,大規模化したメモリのアクセスに要するコストも大きくなり,メモリアクセスを考慮したハードウェア・ソフトウェア両面からの高速化が重要な課題となっている.メモリアクセスでいわゆるアドレスポインタを介した間接メモリアドレッシングは,非常に簡単なハードウェアで実現でき,メモリアクセスに要するコストも少ない.また,アドレスポインタに対する簡単な更新操作は算術・論理演算と同時に実行できるようになっている場合が多く,これを効率よく利用すればメモリアクセスを高速実現でき,ソフトウェア全体の効率化につながる.この間接アドレッシングを汎用言語プログラムのメモリアクセス全てに用いた場合,現在のコンパイラ技術ではメモリアクセス上のオーバーヘッドを多数生じ,ソフトウェアの効率が大きく劣化してしまう.そこで本研究では,メモリアクセスを全て間接アドレッシングだけで行いプログラムを効率化する諸方法について提案を行う.本年度は従来まで行ってきた研究を元として,より拡張した間接アドレツシングの下で効率的アクセスが可能な変数アドレス配置を求める発見的アルゴリズムを提案している.まず,アドレスポインタが±2まで操作できる間接メモリアドレッシングについて変数のアドレス配置を決定するアルゴリズムの提案を行った.仮定した間接アドレッシングにおいては効率的AR操作だけでメモリアクセス可能なグラフ構造が3点クリークグラフ(三角形状)をチェインした形状(Chained 3rd Clique Graph:CCG-3)になることを示し,与えられたメモリアクセス系列をグラフ表現し(アクセスグラフ),ここからCCG-3を抽出することにより効率的なメモリアクセスが可能な変数アドレス配置を得ることができる.更に,アドレスポインタが±κまで操作できる場合についても同様に,CCG-(κ+1)をアクセスグラフから抽出する方法に基づくアドレス配置方法を提案している.次に,アドレスポインタがモジュロー更新できる場合について検討を行った.この間接アドレッシングにおいて効率的AR操作だけでメモリアクセス可能なアクセスグラフ形状を示し,四角形グラフをチェインした形状(Chained Square Graph:CSG)の抽出に基づく発見的アルゴリズムを提案している.更に,フレームワーク部分としてC言語用コンパイラからのメモリアクセス部分の抽出も進めているが,上記で提案した2つのアルゴリズムがメモリアクセス系列だけを入力としているため,適用は容易であると考えられる.ワークステーションやパーソナルコンピュータのプログラムでは,レジスタや演算器などの資源を有効に利用することによりソフトウェアを高速化できるが,最近では,大規模化したメモリのアクセスについてのコストも大きくなったため,メモリアクセスを考慮したハードウェア・ソフトウェア両面からの高速化が重要な課題となっている.メモリアクセスでアドレスポインタを介する間接メモリアドレッシングは,非常に簡単なハードウェアで実現でき,メモリアクセスに要するコストも少ない.また,アドレスポインタに対する簡単な更新操作は算術・論理演算と同時に実行できるようになっている場合が多く,これを次のメモリアクセスのために利用すると高効率のソフトウェアが得られる.この間接アドレッシングを汎用言語プログラムのメモリアクセス全てに用いた場合,現在のコンパイラ技術ではメモリアクセス上のオーバーヘッドを多数生じ,ソフトウェアの効率が大きく劣化してしまう.そこで本研究では,メモリアクセスを全て間接アドレッシングだけで行いプログラムを効率化する諸方法について提案を行う.本年度は従来まで行ってきた研究を元として,より拡張した間接アドレッシングの下で効率的アクセスが可能な変数アドレス配置を求める発見的アルゴリズムを提案している.まず,アドレスポインタが±2まで操作できる間接メモリアドレッシングについて変数のアドレス配置を決定するアルゴリズムの提案を行った.

仮定した間接アドレッシングにおいては効率的AR操作だけでメモリアクセス可能なグラフ構造が三角形グラフをチェインした形状(Chained Triangle Graph:CTG)になることを示し,与えられたメモリアクセス系列をグラフ表現し(アクセスグラフ),ここからCTGを抽出することにより効率的なメモリアクセスが可能な変数アドレス配置を得ることができる.次に,アドレスポインタがモジュロ-更新できる場合について検討を行った.この間接アドレッシングにおいて効率的AR操作だけでメモリアクセス可能なアクセスグラフ形状を示し,これを元にしてアドレスを決定する発見的アルゴリズムを提案した.更に,フレームワーク部分としてC言語用コンパイラからのメモリアクセス部分の抽出も進めているが,上記で提案した2つのアルゴリズムがメモリアクセス系列だけを入力としているため,適用は容易であると考えられる.ワークステーションやパーソナルコンピュータのプログラムでは,レジスタや演算器などの資源を有効に利用することによりソフトウェアを高速化できるが,最近では,大規模化したメモリのアクセスに要するコストも大きくなり,メモリアクセスを考慮したハードウェア・ソフトウェア両面からの高速化が重要な課題となっている.メモリアクセスでいわゆるアドレスポインタを介した間接メモリアドレッシングは,非常に簡単なハードウェアで実現でき,メモリアクセスに要するコストも少ない.また,アドレスポインタに対する簡単な更新操作は算術・論理演算と同時に実行できるようになっている場合が多く,これを効率よく利用すればメモリアクセスを高速実現でき,ソフトウェア全体の効率化につながる.この間接アドレッシングを汎用言語プログラムのメモリアクセス全てに用いた場合,現在のコンパイラ技術ではメモリアクセス上のオーバーヘッドを多数生じ,ソフトウェアの効率が大きく劣化してしまう.そこで本研究では,メモリアクセスを全て間接アドレッシングだけで行いプログラムを効率化する諸方法について提案を行う.本年度は従来まで行ってきた研究を元として,より拡張した間接アドレッシングの下で効率的アクセスが可能な変数アドレス配置を求める発見的アルゴリズムを提案している.
リスク・コミュニケーションを通じたコンセンサス形成と情報共有化による山岳事故軽減

リスクコミュニケーションの基盤構築を図るため、研究は2つのアプローチを採用した。一つは県警察が保有する山岳遭難記録に基づく実態の把握と要因の推定である。もう一つは、登山者の視点から見た山岳遭難につながるとみられるリスクの認識構造を捉えることである。そして、遭難実態と意識の間に乖離があるならば、リスクコミュニケーションを通じ、解離を小さくする道筋を用意する必要があると考えた。研究の結果、要因の分析山岳事故遭難の危険性が,登山者のリスク対応能力と登山行程の難易度との適合度に左右されるという説を参考に,山岳遭難事故の多い長野,岐阜,富山3県の遭難動向に着目し,山岳遭難事故急増の背景を分析し軽減策を検討した。その結果,3県を統括して扱う前に、各県内の山岳遭難事故特性を把握する必要があると判断された。長野県における2010年以降の山岳遭難件数の急増は,登山者数の増加と,遭難発生確率の上昇に依ると推認された。山域毎に遭難特性に違いがあること,同時に,年齢層で滑落防止やバランス維持能力,定位能力等に違いが認められたことから,これらの特性に基づき遭難対策を立案する必要があると考えられた。意識面から、遭難発生は,一連の要因が連鎖することによって起きるとされる。本研究では要因の連関を把握する始動的試みとして,ヒヤリハット体験の主因と背景・間接要因に着目し,要因の関係性,およびヒヤリ体験時の状況や回答者属性による要因の違いなど,要因の特性を検討した。その結果,主要因および背景・間接要因に対する出現頻度の違いや,主要因と間接要因との関係性に一定のパターンが確認された。また,パターンの特性をもとに,要因の連鎖という観点で議論を進める可能性が示された。さらに,主要因に対する回答者の個人属性の違いや,遭難発生時の状況との関連性に相違が認められ,結果の解釈や今後の調査方法上の留意点が確認された。本研究は,利用者や警察をはじめとした遭難対策組織,行政機関を含めた関係者間のリスク・コミュニケーションの視点から,山岳遭難実態や事故軽減策に対するコンセンサスの形成および諸施策の効果の検証と情報の共有化を通じて,山岳事故軽減策の改善を図ることを目的とする。初年度は長野県から得た山岳遭難実態の分析だけでは,地域ごとの特性を比較検証できないことから,岐阜県,富山県,山梨県,静岡県,新潟県の協力を得て,各県警察で整理した山岳遭難データの入力と解析を行い、解析結果を,それぞれの県警の山岳遭難対策担当セクションに,分析結果をフィードバックした。欧州やアメリカ,カナダ,ニュージーランド等での,山岳登山利用者に対しリスク管理における関係者間のリスク・コミュニケーションのシステムについて,WEBを通じて,情報の整理を行った。平成28年度当初予定であった、山岳遭難対策協議会や,環境省,林野庁,山小屋管理組合,さらには山岳情報を提供している主体≪出版社やHP提供者,山岳用具販売店等≫と情報交換を行い,利用者の安全対策,利用者サービスに係る関係者で山域毎の山岳遭難の特性について,情報交換を通じて,理解と対策の改善策を検討する点について、まだ実施に至っていない。その理由は、リスクコミュニケーションに関する国内外の文献の整理が遅れ、調査実施のスキームができあがっていないためである。そのため、現在は、この点の遅れを回復し、当初の調査予定を実施すべく対応を行っている。リスクコミュニケーションに関する資料収集を行い、これを踏まえて、8月に北アルプスおよび富士山に於いて登山者を対象にリスク意識に関するアンケート調査を実施し、データの入力および分析を行い、2019年度に学会発表の予定である。また、マレーシアのキナバル山に於いて2011年に発生した崩落事故による登山者遭難事故を踏まえて、行政府と地域住民、ガイドらの協働による登山路の安全確保ならびに緊急時への即応訓練の仕組み構築についてヒアリング調査を行い、我が国の山岳事故防止を図るうえで、地域協働による仕組みについて、検討を行った。当初の計画通り、山岳地域での遭難特性に応じた意識調査を実施し、アンケート内容から分析を進めているが、まずは学会発表を踏まえたうえでWEB上で公開し、情報交換沿進める予定であるが、学会発表の時期が翌年度にずれているために、作業が少し遅れている。

本研究では要因の連関を把握する始動的試みとして,ヒヤリハット体験の主因と背景・間接要因に着目し,要因の関係性,およびヒヤリ体験時の状況や回答者属性による要因の違いなど,要因の特性を検討した。その結果,主要因および背景・間接要因に対する出現頻度の違いや,主要因と間接要因との関係性に一定のパターンが確認された。また,パターンの特性をもとに,要因の連鎖という観点で議論を進める可能性が示された。さらに,主要因に対する回答者の個人属性の違いや,遭難発生時の状況との関連性に相違が認められ,結果の解釈や今後の調査方法上の留意点が確認された。平成28年度の未達成内容を含めて、当初の予定通り、1複数の山岳地域(槍・穂高,白馬,剣岳,八が岳,甲斐駒ヶ岳,妙高山,奥多摩)を対象に,登山者に対するアンケートによる郵送調査法を用い,H25年で確認された,山域毎の遭難特性及び対応策に対する意見聴取を行う。目標とする有効回収数は3000件であり,既往研究調査の回収率がおよそ3割程度であることから,10000名近くの登山者に調査を依頼することになる。そのため,郵送調査法により行う調査にあたっては研究代表者だけでは対応が困難なことから,調査補助員を各公園で1名の協力を得て行う。2アンケート内容のデータ入力分析結果を,あらかじめ登山者にお知らせしたHPや関係機関,情報提供主体に提供し,WEB上から意見収集を行う2017年度までの研究実績を踏まえて、6月と8月の国際学会に成果を発表するほか、国内学会についてもリスク認識を踏まえたリスクコミュニケーション構築に向けた論文を5月に投稿する予定である。また、これらの成果を踏まえつつ、フォーラムを開催し、緩傾斜を含めた議論の場を設ける予定である。平成28年度当初予定であった、山岳遭難対策協議会や,環境省,林野庁,山小屋管理組合,さらには山岳情報を提供している主体≪出版社やHP提供者,山岳用具販売店等≫と情報交換を行い,利用者の安全対策,利用者サービスに係る関係者で山域毎の山岳遭難の特性について,情報交換を通じて,理解と対策の改善策を検討する点について、まだ実施に至っていない。その理由は、リスクコミュニケーションに関する国内外の文献の整理が遅れ、調査実施のスキームを仕上げる作業にいたっていないため。国際学会での発表を能く年に延期したことおよびサーバ上での成果の情報公開が遅れたこことにより、次年度使用額が発生したが、2018年度では、これらの作業を進捗し、当初予定の成果ならびに以降の研究の発展に向けた成果を成し遂げる予定である。昨年度予定の作業、具体的には、山岳情報を提供している主体≪出版社やHP提供者,山岳用具販売店等≫と情報交換を行い,利用者の安全対策,利用者サービスに係る関係者で山域毎の山岳遭難の特性について,情報交換を通じて,理解と対策の改善策のための基本的スキームとなる仮説を構築し、それに基づいて本年度に想定されている検討を行う予定であある。
健全エナメル質フッ素化度測定による新たなカリエスリスク判定基準の開発

本研究は、小児歯科臨床で望まれる「最小の介入で最大の効果を上げる過不足ないフッ化物による予防的対応」を行うために、1光学機器と光励起蛍光定量法(QLF)を用いて健全エナメル質の耐酸性(フッ素化アパタイトへの転化度:フッ素化度)を定量し、歯面のフッ素化度の過不足を客観的に評価する新たなカリエスリスク判定法を確立し、2フッ化物応用による口腔内エナメル質の耐酸性獲得の有無を、簡便かつ非侵襲的に測定できる光学機器の開発を目指すことを目標に、耐酸性エナメル質(フッ素化アパタイト)試料を実験的に作成し、光に対する特性を明らかにすることを目的としてきた。最終年度は前年度までの申請者の育児休業取得による2回の研究中断に伴い、研究計画の見直しおよび変更を行った。具体的には、フッ素化アパタイト試料の完成を目指すため、入手困難かつ性状が均一でないヒト乳歯ではなく、組成が一定である人工アパタイトを用いた試料作製を試み、デジタルカメラ付光学的齲蝕診断システム(BiluminatorTM)による測定に供した。しかしながら、人工アパタイト試料においては光によるフッ素化度の定量が困難であり、天然歯に準じた実験材料としての使用は適さないと判断した。そのため、試料完成後に予定していた乳歯列を模したマウスピースに試料片を埋入しフッ素化の工程をより臨床に近い条件に設定するという予備実験は実施までに至らなかった。本研究の科学研究費補助事業期間は申請者の事情により計4年度分、延長させていただいたが、申請時の研究実施計画通りには遂行できず、また、計画変更を行ったにも関わらず公表に値するような成果を得ることがかなわなかった。本研究内容において、ヒト乳歯の代替材料として人工アパタイトが不適であることが明らかになったので、今後はウシ歯を用いた試料作製により基礎研究を継続していく予定である。本研究は、小児歯科臨床で望まれる「最小の介入で最大の効果を上げる過不足ないフッ化物による予防的対応」を行うために、1光学機器と光励起蛍光定量法(QLF)を用いて健全エナメル質の耐酸性(フッ素化アパタイトへの転化度:フッ素化度)を定量し、歯面のフッ素化度の過不足を客観的に評価する新たなカリエスリスク判定法を確立し、2フッ化物応用による口腔内エナメル質の耐酸性獲得の有無を、簡便かつ非侵襲的に測定できる光学機器の開発を目指すことを目標に、フッ素化アパタイト試料を実験的に作成し、光に対する特性を明らかにすることを目的としている。昨年度に続き平成25年度においても、「耐酸性エナメル質(フッ素化アパタイト)試料の作製」のための試料として最適な「口腔内環境に曝露されていない」ヒト埋伏智歯の収集が困難だったため、さらに継続して収集することとした。昨年度、牛歯エナメル質試料を代用して行った光学式齲蝕検出装置(DIAGNOdentTM等)とデジタルカメラ付光学的齲蝕診断システム(QLF-D Biluminator)による画像データ診断(画像解析ソフトにて解析しデータを記録)をもとに、申請者所属講座保有のヒト抜去乳歯を対象にこれらの測定法を試みた。ヒト乳歯試料での測定結果は想定していたよりもばらつきが多かったが、今後収集されるフッ化物応用歴が明確な乳歯試料での測定では、そのばらつきが小さくなることが予想され、本研究のベースラインとなるフッ素化アパタイト試料の解析には有効であることが示唆された。平成24年度においては、「耐酸性エナメル質(フッ素化アパタイト)試料の作製」のためのベース試料として最も理想的な「口腔内環境に曝露されていない」ヒト埋伏智歯の収集にあたったが、計画通りの必要数が集まらなかったため、さらに継続して収集することとした。当初は作製されたフッ素化アパタイト試料を用いて行う予定であった試料表面性状のデータ化の準備のため、これまでの予備研究で脱灰/再石灰化サイクルに供した牛歯エナメル質試料を代用して光学式齲蝕検出装置(DIAGNOdentTM等)による測定および今年度購入したデジタルカメラ付光学的齲蝕診断システム(QLF-D Biluminator)による画像データ診断(画像解析ソフトにて解析しデータを記録)を試みた。牛歯に対するQLF-D Biluminatorを使用した画像記録および解析は、想定していたヒト歯での試料とサイズ等が異なるため再度設定が必要となるが、今後の研究のベースラインとなるフッ素化アパタイト試料作成および解析のために有効であることが確認された。本研究は、小児歯科臨床で望まれる「最小の介入で最大の効果を上げる過不足ないフッ化物による予防的対応」を行うために、1光学機器と光励起

蛍光定量法(QLF)を用いて健全エナメル質の耐酸性(フッ素化アパタイトへの転化度:フッ素化度)を定量し、歯面のフッ素化度の過不足を客観的に評価する新たなカリエスリスク判定法を確立し、2フッ化物応用による口腔内エナメル質の耐酸性獲得の有無を、簡便かつ非侵襲的に測定できる光学機器の開発を目指すことを目標に、フッ素化アパタイト試料を実験的に作成し、光に対する特性を明らかにすることを目的としている。平成26年度は申請者の産前産後の休暇および育児休業取得のため、科学研究費補助事業期間の延長を申請し研究を中断させていただいた。そのため研究活動期間は約2か月半であった。「耐酸性エナメル質(フッ素化アパタイト)試料作製」マニュアルの完成のために必要なヒト埋伏智歯の収集の継続および研究中断前までの収集試料・データの整理等、研究再開後に向けた準備を行い、本研究を一時中断した。本研究は、小児歯科臨床で望まれる「最小の介入で最大の効果を上げる過不足ないフッ化物による予防的対応」を行うために、1光学機器と光励起蛍光定量法(QLF)を用いて健全エナメル質の耐酸性(フッ素化アパタイトへの転化度:フッ素化度)を定量し、歯面のフッ素化度の過不足を客観的に評価する新たなカリエスリスク判定法を確立し、2フッ化物応用による口腔内エナメル質の耐酸性獲得の有無を、簡便かつ非侵襲的に測定できる光学機器の開発を目指すことを目標に、フッ素化アパタイト試料を実験的に作成し、光に対する特性を明らかにすることを目的としている。平成27年度は申請者の育児休業取得に伴い、科学研究費補助事業期間の延長を申請し、前年度に引き続き平成27年7月26日まで研究を中断させていただいた。そのため当該年度の研究活動期間は約8か月間であったが、復職後も育児に伴う生活の変化により思うように時間が取れず、研究発表等に至るような結果を得ることはできなかった。具体的には「耐酸性エナメル質(フッ素化アパタイト)試料作製」マニュアルの完成のために必要なヒト歯(当初予定の完全埋伏歯だけでなく脱落乳歯、抜去乳歯も含めることに変更)収集を継続しつつ、研究実施計画を見直し、諸事情に左右されないフッ素化アパタイト作製の材料として人工アパタイトや牛歯エナメル質を候補に挙げその使用を検討することとした。特に人工アパタイトは規格が一定であり、サイズも試料として適当であることから、基礎研究のための適切な材料となることを期待している。前年度に引き続き育児休業取得のため、科学研究費補助事業期間の延長を申請し研究を中断させていただいた。また、復職後も、育児のため研究開始時点よりも時間の制約が多くなり、当初のエフォートよりも研究に費やす時間が減っている。また、理想的な試料対象としてヒト完全埋伏歯に限定していたため試料収集がはかどらなかったことから、小児歯科臨床で遭遇することが多いヒト脱落乳歯・抜去乳歯も対象に含めたが歯面の連続が保たれたものを譲り受けることは難しく、思うように集まらなかった。以上の理由により、研究実施計画よりも遅れていると自己評価している。
政府間ガバナンスの変容に関する研究

本研究は、日本における90年代以降の政府間ガバナンス(地方政府相互間、中央政府と地方政府間、地方政府とNPOなど)がどのように変容したのかについて、人的側面、財政的側面など諸側面からの分析を行うと共に、いくつかの政策領域について、政策面からの切り口で実態を明らかにしようとした。後述するいつくかの著書や論文の公表でその目的は達成されたと考えられる。本研究の代表者は、日本政治学会2008年度第II号年報委員会委員長であり、研究分担者は全員、同委員会委員である。本研究は日本政治学会の年報発行活動(平成20年度末)をその大きな使命の一つとしている。19年度はそのための準備作業のための年であった。まず、平成19年度の6月に第1回の研究打合会を行い、本研究に適用可能な理論について議論を行った。政府間ガバナンスの変容を把握するためには、資料収集・調査とそのデータ作成を行うことも不可欠である。各分担者がそれぞれの分担分野における資料収集・調査を進めていった。第2回研究会は合宿形式で9月13日から16日にかけて研究分担者である宗前清貞の所属である琉球大学にて行った。ここでは、各分担の素案についての議論を中心として進められた。これらの議論を足がかりとして、各分担者がそれぞれ研究を進めるとともに、第3回研究会を、12月16日、17日に静岡県において行った。以上、3回の研究会において、各人がそれぞれ考える政府間ガバナンスとその変容にかかわる主題についてディスカッションを行いつつ、各人の論文構想を深化させていった。本研究は、90年代以降における日本におけるガバナンスの変容を、政府間ガバナンス(中央政府・地方政府間、地方政府相互間)に着目して、実証的に検証しようとするものであるが、その切り口が多様でありうることがあらためて認識できた。平成20年度は、これらを論文の形に結実し、日本政治学会年報の発行につなげる。本研究は、日本における90年代以降の政府間ガバナンスがどのように変容したのかについて、人的側面、財政的側面など諸側面からの分析を行うと共に、いくつかの政策領域について、政策面からの切り口で実態を明らかにすることを目的としている。90年代多くの自治体で多数の改革項目が同時多発的に進行した。リストラへの取組、住民とのパートナーシップの構築・推進、情報公開条例の改訂など透明化への一層の改革、NPM型改革への取組など、極めて多種多様な変化が起きている。同時に、90年代は、中央政府において、法制度改革(中央関与の縮減、機関委任事務の廃止)をメインとした地方分権改革が進められた時期でもあった。これらの岡時多発的な地方における改革と中央における改革は、中央地方の間の政府間ガバナンスに大きな変容をもたらすことになった。また、2002年以降本格化した三位一体改革は、財政面での中央地方政府間のガバナンスの変更を迫るとともに、そのプロセスにおいて、知事会内における意見対立の表面化など地方政府相互間に緊張をもたらした。本研究の大きな成果の一つとして、研究代表者が編集者となった日本政治学会年報2008年第2号の特集号を出版したことがあげられる。連携研究者である北村亘、村上祐介、南京克、宗前清貞、青木栄一、曽我謙吾の各研究が収められている。また、研究代表者自身も、単著書『プロ公務員を育てる人事戦略』で人事面での政府間ガバナンスについて考察するとともに、共著書『自治体と政策』で財政、人事、議会やいくつかの政策分野についての政府間ガバナンスおよび国際比較について考察した。なお、分権改革がもたらした影響については、全市への悉皆調査をベースとした分析を、共編著者として『分権改革は都市行政機構を変えたか』で行っている。
高品質CT画像の効率的な再構成

平成30年度計画では,(1)Krylov部分空間による再構成アルゴリズムの検討と評価,(2)画像処理手法との連携による再構成,(3)FPGAを用いたダイナミクスの計算方法の検討,を行うことになっていた.(1)については,CG法,GMRES法,Lanczos法を適用し,その性能を評価した.まず,再構成の基になる線型方程式y=Axを正規方程式に変換し,これに各種方法の適用を行った.次に,演算効率の改善のため,前処理行列の導入を行った.そして,さらなる演算効率の改善のため反復の再始動を導入し,その際に解の非負値拘束を与える方法の適用を行った.その結果,連続法と比較して再構成画像の品質を損なうことなく,1000倍程度の高速化が可能になった.さらに,ノイズへの耐性も連続法と同等であることが分かった.さらに,解析アルゴリズムのGPU上への実装も行った.一方,(2)の画像処理との連携による再構成については,検討を予定していたマルチグリッド法の概念によっては,効率の良い再構成は行えなかった.また,(3)については,疎行列演算をFPGA上に実装することが難しく,代わりにダイナミクスをGPUで計算する方法ついて検討を行った.平成29年度に深層学習を用いた連続法の初期値の推定について検討を行ったが,良好な結果は得られていなかった.そこで,平成30年度に再検討を行った.自己符号化と前進ニューラルネットワークを用い,連続法の適切な初期値を探索するシステムを構築した.実際のCT画像サイズよりも小さな画像を用いた試行実験結果から,本システムは連続法による画像再構成時間の短縮に有効であるが,実用化に向けた検討が必要であることが分かった.全体の研究計画では,(1)連続法の初期値を探索する階層型ニューラルネットワークの構成と学習方法の検討,(2)GPUあるいはFPGAを用いた連続法の高速化,(3)回路解析手法を応用した再構成手法の検討,及び(2),(3)については,画像処理との連携について検討を行うこととしていた.平成30年度までに,すべての項目に関する基礎的な検討を行い,高品質CT画像の再構成の効率化には,連続法の初期値を探索する深層ニューラルネットワーク及びKrylov部分空間法を用いた再構成手法が有効であることが分かった.一方,回路解析手法である非線形緩和法,FPGAを用いた回路設計については,実現が難しいことが分かった.GPUを用いた高速化については,Krylov部分空間法を数倍程度高速化できることが分かった.また,連続法のダイナミクスを数値積分する場合にGPUを用いたところ,数倍程度の高速化が可能であった.深層ニューラルネットワークについては,応用物理学会放射線分科会医療放射線技術研究会「機械学習・AI・ディープラーニング研究の多様性と医用への応用」において研究発表を行い,多くの興味が寄せられた.また,Krylov部分空間法を用いた再構成手法に関しては,NOLTA2018においてSpecial Session「Medical Engineering Related Optimization Problems」を企画し,その中で研究発表を行い有益な意見が得られた.また,同内容については,Journal of Signal Processingで学術論文が掲載された.また,Krylov部分空間法に関しては,解の拘束を0から1の範囲で行うことにより連続法よりも高品質な画像が得られ,ノイズへの耐性も連続法と同等であることが分かっている.演算効率も連続法と比較して,1000倍程度高速化でき,収束性に関する検討を行って学術論文への投稿を行いたいと考えている.これまでに,深層ニューラルネットワークを用いて連続法の適切な初期値を探索するシステムの構築を行っている.ただし,実際のCT画像サイズよりも小さい画像を用いた試行実験から,実用化に向けた検討が必要であることが分かった.そこで,本年度では,実サイズのCT画像に対する深層ニューラルネットワークの適切な構造についてより詳細な検討を行い,連続法によるCT画像再構成時間の短縮の度合いについて調査を行う.Krylov部分空間法を用いた方法ついても改良を行う.文献調査を行ったところ,数値解析の分野では,Krylov部分空間法による直交基底を再利用する試みが行われ,これによって演算効率を改善する方法が提案されている.これは,CT画像の再構成では,前の診断で得られた結果を利用して,次の診断での再構成の効率を改善することに相当する.すなわち,前の診断結果が上記の深層ニューラルネットワークの初期値の探索に相当することになる.そこで,この考え方を用いて,効率の良い高品質CT画像の再構成アルゴリズムの開発を行う.また,上記の深層ニューラルネットワークを用いる場合との比較も合わせて行う予定である.さらに,Krylov部分空間法を用いた再構成アルゴリズムの理論的な側面についても検討を行う.再構成アルゴリズムの一部では,非負値拘束の概念により,効率の良い線形方程式の解法が可能となった.このような方法はこれまでに知られておらず,収束に関する理論的な考察があれば線形方程式の解法として,本研究は,非常に有益となる.そこで,この収束性に関する理論的な検討を行う.CT装置における再構成画像xと投影データyにはy=Axのような線形関係が成立する。上記の線形関係を満たす解は,x=(A^TA)^{-1}A^Tyのような最小2乗の意味において与えられる。従来法である連続法では,最小2乗解を正に拘束して得るために,非線形微分方程式で定義された非線形ダイナミクスを,オイラー法を用いて解析し,定常応答を求めていた。

そこで,この演算効率の改良のために,ADI法の適用を行い,その演算効率を比較・評価を行った。さらに,回路解析において有効性が知られている非線形緩和法を用いて定常解を直接求める方法についても評価を行った。さらに,連続法の非線形ダイナミクスを高速に計算するためのディジタル回路の設計を行った。定義されている非線形微分方程式に対して,数値積分法として前進オイラー法を適用し,OpenCLを用いてハードウェア記述を行った。これをFPGA上へ実装しその動作確認を行った。また,GPUを用いたダイナミクスの高速計算についても検討を行った。上記の最小2乗解を求める手法では,良好な初期値が得られれば,より高速に解を求められる可能性がある。そこで,最小2乗解を,階層型ニューラルネットワークを用いて学習する方法について検討を行った。ネットワークの入力に投影データyを与え,再構成画像の画素値xを出力するように,学習アルゴリズムの適用を行った。階層型ニューラルネットワークのプラットホームであるTensorflowを用いてその構成を行い,学習効果について調査を行った。さらに,知的信号処理の分野で学習アルゴリズムの一つとして知られている非負行列因子分解を用いて,最小2乗解を高速に求める方法についても検討を行った。さらに,本手法が連立方程式の静的反復解法として知られている緩和法に類似していることから,これを発展させ,動的反復法である共役勾配法を改良して,新たな非負行列因子分解法の提案を行い,CT画像の再構成を行った。29年度の実施項目として,(1)ディープラーニングによる学習アルゴリズムの検討,(2)学習用データの作成,実装用ソフトウェアの調査,(3)GPUを用いたダイナミクスの計算方法の検討,(4)回路解析手法を用いた再構成アルゴリズムの検討,を挙げていた。(1),(2)については,Google社が提供しているTensorflowを用いて,最小2乗解を学習する階層型ニューラルネットワークの構成を行った。解析規模が数十程度の非常に小規模なものであれば,最小2乗解の学習は可能であったが,これよりも大きくなると学習が行えなかった。また,線形関係y=Axの係数行列Aがランク落ちする場合には,様々な学習アルゴリズムの適用を行ったが良好な学習は得られなかった。一方,知的信号処理の学習アルゴリズムとして知られている非負値行列因子分解を用いた再構成では,連続法における非線形ダイナミクスを前進オイラー法,あるいは,その改良版であるADI法を用いて解析を行うよりも,高速に良好な再構成画像を得られることが分かった。この非負値行列因子分解はHALS法と呼ばれ,解を効率良く求められることがその特徴である。HALS法の計算過程は,連立方程式の静的反復法として知られているガウス・ザイデル法に類似し,各反復の解が負であれば,それを零と置く。ここで,この概念を静的緩和法よりも高速であることが知られている動的緩和法の一つである共役勾配法に適用し,部分的な反復解が非負となるように拘束を与えた。これにより,HALS法よりも10倍程度の高速化が行えることが分かった。
精子ベクターを用いた遺伝子導入法による遺伝子疾患の治療の試み

本研究の目的は、マウスを実験動物として、精子ベクターを用いた遺伝子導入法を用いてDNAの変異や欠失に基づいた遺伝性疾患の治療方法の確立を試みようとするものである。この目的で、当初は、マウス遺伝性疾患のモデルとして、アルビノ(白色)マウスであるBALB/cマウスを用い、遺伝子治療によってDNAの点変異を修復することにより「白皮症」の治療を試みることとし、これに加え、本年度より、DNAの微小欠失を修復するモデルとして、単一遺伝子の部分欠失によって精子に形態異常が生ずるazhマウスを用いることとした。このマウスは、第4染色体上のHook-1遺伝子のエキソン10および11が欠失したもので、azh-/-のオスは精子の形態異常により不妊となる。本年度は、マウスwild type Hook-1 cDNAをクローニングし、精原細胞で発現可能なベクターに挿入した。さらに、このコンストラクトをマウス精巣の精原細胞へ効率的に遺伝子導入する方法を検討した。また、azhマウスのHook-1遺伝子の欠損部分を含むゲノムDNAをクローニングした。精子形成細胞に特異的に発現するマウスHook-1遺伝子のpromoter領域をクローニングし、その下流にYFP cDNAを接続したpHK-YFPを構築し、8週齢の雄マウス精巣に麻酔下に注入し、電氣穿孔法によりin vivo遺伝子導入を行い、1週間後に屠殺し、精管細胞内のYFP陽性細胞を解析したところ、一部の細胞にYFPの発現が認められた。本法により、Hook-1遺伝子promoterを用いることにより、精子形成細胞にのみ特異的に外来遺伝子を発現させることがあきらかになった。このことは、精子ベクターを用いた遺伝子導入法を用いてDNAの変異や欠失に基づいた遺伝性疾患の治療方法の確立の一つの足掛かりとなると考えられる。本研究の目的は、3年間の研究年限内に、マウスを実験動物として、精子ベクターを用いた遺伝子導入法を用いてDNAの変異や欠失に基づいた遺伝性疾患の治療方法の確立を試みようとするものである。この目的で、マウス遺伝性疾患のモデルとして、アルビノ(白色)マウスであるBALB/cマウスを用い、遺伝子治療によってDNAの変異を修復することにより「白皮症」の治療を試みることとした。本年度は、まず、C37BLマウスのgenomicライブラリーより、チロシナーゼ遺伝子のエキソン1とその周囲の遺伝子をクローニングした。つづいて、疾患モデルとして英国ロンドン大学のDorothy C Bennett教授より、melanomaのcell line(melan c)の供与を受けた。この細胞はBALB/cマウスと同様の点変異によってmelanin非産生性になったmelanoma細胞である。得られたDNAの種々の部分を、melan cにtransfectionし、melaninの産生(細胞の黒色化)を指標として、遺伝子治療に適するDNAの部分ならびに分子サイズの検討を開始した。この目的で、当初は、マウス遺伝性疾患のモデルとして、アルビノ(白色)マウスであるBALB/cマウスを用い、遺伝子治療によってDNAの点変異を修復することにより「白皮症」の治療を試みることとし、昨年度より研究を開始している。これに加え、本年度より、DNAの微小欠失を修復するモデルとして、単一遺伝子の部分欠失によって精子に形態異常が生ずるazhマウスを用いることとした。このマウスは、第4染色体上のHook-

1遺伝子のエキソン10および11が欠失したもので、azh-/-のオスは精子の形態異常により不妊となる。本年度は、マウスwild type Hook-1cDNAをクローニングし、精原細胞で発現可能なベクターに挿入した。さらに、このコンストラクトをマウス精巣の精原細胞へ効率的に遺伝子導入する方法を検討した。また、azhマウスのHook-1遺伝子の欠損部分を含むゲノムDNAをクローニングした。次年度は、azh-/-のオスマウス精子をazh-/-のメスマウス卵にICSIする際に、精子をベクターとしてクローニングした遺伝子欠損部分を遺伝子導入し、得られた産仔の精子の形態が正常化することを追求する。本研究の目的は、マウスを実験動物として、精子ベクターを用いた遺伝子導入法を用いてDNAの変異や欠失に基づいた遺伝性疾患の治療方法の確立を試みようとするものである。この目的で、当初は、マウス遺伝性疾患のモデルとして、アルビノ(白色)マウスであるBALB/cマウスを用い、遺伝子治療によってDNAの点変異を修復することにより「白皮症」の治療を試みることとし、これに加え、本年度より、DNAの微小欠失を修復するモデルとして、単一遺伝子の部分欠失によって精子に形態異常が生ずるazhマウスを用いることとした。このマウスは、第4染色体上のHook-1遺伝子のエキソン10および11が欠失したもので、azh-/-のオスは精子の形態異常により不妊となる。本年度は、マウスwild type Hook-1 cDNAをクローニングし、精原細胞で発現可能なベクターに挿入した。第1に、マウス精巣に外来遺伝子を導入する系を確立し、第2に、Hook-1遺伝子のプロモーターを利用して、マウス精巣内の精子形成細胞特異的に特定の遺伝子を発現させる系を確立することに成功した。本研究の研究年限(1年間)内においては、azh-/-マウス精子の形態の正常化には至っていないが、本研究の成果を基礎として、今後、第3に、azh-/-マウス精巣の精子形成細胞にwild type Hook-1 cDNAを導入し、形成される精子の形態を正常化すること、また、第4に、azh-/-マウス精巣の精原細胞に、Hook-1遺伝子の欠損部分を含む野生型のゲノムDNAを導入し、欠損遺伝子を修復して正常形態精子を得ることを追求することが可能となった。
視覚定位行動の脳内表現に関する実験心理学的推定

視覚定位行動の運動プログラムは脳内においていかなる形で表現されているのか?この点を明らかにするため、視標に対するサッケード眼球運動と、手による把持運動の2つをとりあげ、実験心理学的に検討した。1.サッケード眼球運動の脳内表現を明らかにするため、暗中でサッケード中に瞬間提示された光点の視覚定位の成績を、“視野安定に関する相殺説"にもとづいて分析した。その結果、(1)脳内におけるサッケード表現は、実際のサッケードと異なること、(2)2つのサッケードを連続的におこなった時には、それに応じて個々のサッケードに対応する脳内表現は変化することが示唆された。2.このような実際のサッケードとは異なる脳内表現にもかかわらず、なぜ視覚世界はサッケードをおこなっても安定して見えるのか?この問題を明らかにするために、いくつかの背景視野条件を設定して実験をおこなった。その結果、日常生活では明るい背景視野からの視覚情報が視野安定に機能していることが示された。3.把持運動においては、その視対象の認知と定位運動とは必ずしも一致しないことが報告されている。この点に関して、視覚フィードバック情報の操作を加えて検討したが、先行研究の結果を確認することはできなかった。本研究では視覚的定位行動として、眼球運動による定位行動と手を用いたリーチングによる定位行動をとりあげ、これらの運動行動に対応する脳内のプログラムの時空間的特性を実験心理学的方法によって推定することを試みた。1.眼球運動による定位行動:この実験では、視線を変えるための急速な眼球運動(サッケード)が生じた時に視覚刺激を瞬間的に提示し、その刺激の位置判断における知覚的な誤りの大きさをもとにして、サッケードの時間経過が中枢系ではどのように表現(解釈)されているのかを調べた。単一のサッケードに関する実験と平行して、2つのサッケードを連続的におこなう条件でも実験を実施し、両者の結果を比較することによって、2つの連続的なサッケードの脳内表現は、単一のサッケードの脳内表現の算術加算的な表現であることを示唆する結果を得た。本実験の結果は、学会および学術雑誌に発表のため、現在整理中である。この実験結果を踏まえて、現在はサッケードの脳内表現と視覚的網膜情報との相互作用を明らかにするための実験を準備中である。2.手を用いたリーチングによる定位行動:対象物に手を伸ばしそれを把握するためには、対象物に関する知覚的な判断にもとづいて、それと矛盾しない形での運動プログラムが形成されなければならない。しかし最近の研究によれば、運動系と知覚系は、対象物に関して必ずしも一致した脳内表現を形成していないことが示唆されている。本研究では、Titchener錯視を利用して対象物の大きさが知覚的に誤って判断される実験状況をつくりだし、この条件での手の伸張・把握運動の時空間的特性を分析することによって、運動系と知覚系の乖離を示す実験的証拠を得ることを試みた。現在のところ先行研究が示唆したような2つの系の乖離を示す結果は得られてない。今後、実験方法等の改良をはかり引き続き検討していく予定である。本研究では視覚定位行動として、眼球運動(サッケード)による定位行動と、手を用いたリーチング行動をとりあげ、これらの定位行動に対応する脳内表現を、実験心理学的方法で推定することを試みた。1.眼球運動による定位行動:この実験では、サッケード眼球運動の行動レベルでの時空間特性と、脳内におけるそれとの一致の程度を、サッケード時に瞬間提示された視覚刺激の定位成績に関する心理物理的データから推定した。(i)単一のサッケードと(ii)2つの連続的なサッケードの場合のそれぞれについて分析することによって、サッケードの脳内表現のダイナミックな変化特性を明らかにした。本実験研究の成果の詳細は"Experimental Brain Research" (1997,Vol.113)に発表した。さらに、サッケードの脳内表現の特性に起因するサッケード時の視覚的定位の誤りが、実験室場面を離れた日常生活場面で補正されるメカニズムを明らかにするための実験を実施し、定位機構の切り替えを示唆する明確な結果が得られた。

この結果に関しては、現在、学会および学術雑誌に発表のため準備中である。2.手を用いたリーチングによる定位行動:知覚系と行動系との解離現象に焦点をあて、Titchener錯視図形およびMueller-Lyer錯視図形を標的とした、手伸ばし・把握行動の動的特性を分析したが、数少ない先行研究で報告されている知覚系と行動系の解離を示す証拠は得られなかった。それゆえこの種の定位行動においては、知覚定位系と運動定位系は同一の脳内表現を共有していると推測されるが、なお検討が必要である。暗中において被験者がサッケードを行なった時に、そのサッケードの実行中、その直前あるいは直後の様々な時点で光点を瞬間的に提示し、その光点の位置を判断させた。このような課題での定位成績と同時に記録された眼球運動のデータを用いて、サッケード(飛躍眼球運動)の脳内表現を“相殺説"にもとづいて心理物理学的に推定した。その結果、サッケードの脳内表現はその時間的特性の点で実際のサッケードとはかなり異なっていることが明らかになった。このようなくい違いにもかかわらず、日常生活においてはサッケードが頻繁に生じても、視覚世界は安定して見える。このような安定した視覚世界は、どのような仕組みによってもたらされるのだろうか。この問題を検討するために、3つの背景視野条件を設定した上で、被験者がサッケードをおこなった時に光点刺激を瞬間提示し、その定位成績を比較した。その結果、完全暗室条件では大きな定位の誤りが認められたが、背景視野全体が明るい条件や、暗い背景であってもその中に視覚的な枠組み(基準系)が提示された条件においては、光点の定位成績は向上することが示された。3つの背景視野条件での定位成績の詳細な分析から、日常生活では、明るい背景視野からもたらされる視覚情報を位置判断の手がかりとして利用することによって、サッケードの頻繁な生起にかかわらず視野の安定が保たれることが示唆された。さらにサッケードにともなって生じる視覚的注意の移動現象が、この種の実験場面における定位成績に影響を及ぼしていることが示唆された。
不純物置換効果を利用した電子ドープ型銅酸化物超伝導における磁気相関の起源の研究

銅酸化物超伝導において磁気揺らぎが重要であると広く認識されているがその詳細は明らかではない。本研究では、電子ドープ型銅酸化物超伝導体R2-xCexCuO4 (Rは希土類)における磁気揺らぎの詳細を調べた。まず少量の磁性不純物Fe3+を置換することにより磁気相関が発達することを示し、不純物置換が弱い磁気シグナルを調べるのに有効であることを示した。さらにR2-xCexCuO4では磁気秩序相よりも高温の幅広い温度領域に磁気揺らぎ状態が実現しており、ホールドープ型銅酸化物超伝導体の磁性とは異なることを明らかにした。本研究は電子・ホール対称性を論じるうえで基盤となる磁性について重要な知見を与えた。本研究の目的は、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体の磁気相関の特徴を明らかにし、その静的秩序の安定性が電荷秩序と関係するか否かを解明することである。そのために不純物置換効果による磁気相関の安定化効果を利用した系統的実験を展開し、磁気相関の起源について微視的な理解を得る。本年度は大輝度陽子加速器施設J-PARCでμSR実験を行う予定であったが施設側のトラブルにより来年度まで実験実施が延期された。そのため、本年度は測定に用いる試料の作製と評価を集中して行った。不純物としてFeを選んだ場合3%以上は置換されずに不純物として析出することがわかった。他の不純物と比較して固溶限界が小さいこともあり、原料を酸化物のFe2O3ではなく純鉄を用いるなどの工夫をしたが、3%以上の不純物置換には成功しなかった。これによりμSRや中性子散乱測定を行う際はあまり不純物量を多くしない1%以内の固溶量の試料で測定を行うことを決定した。作製した試料についてはX線粉末回折、磁化率による超伝導転移温度、電気抵抗率の測定により評価を行い、良質の試料が作製できていることを確認した。平成27年度中に予定されていたJ-PARCにおけるμSR実験は、J-PARC施設側のトラブルのため延期となり、現在に至ってもまだ実験を行っていない。実験の実施は平成28年度の前半に予定されている。本研究の目的は、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体において磁気相関の性質を明らかにし、さらにその静的秩序の安定性や動的な揺らぎが電荷秩序と相関するかどうかを解明することである。平成28年度には、これまで実験施設側のトラブルにより実施が遅れていたミュオンスピン回転実験を行うことができた。それにより、電子ドープ型銅酸化物超伝導体(Pr,La,Ce)2(Cu,Fe)O4において、少量のFeを置換することにより顕著な磁気相関の発達の効果が見られた。これまで電子ドープ型銅酸化物ではZn置換やNi置換の結果が報告されているが、微量の不純物導入により磁性が安定化する結果はこれが初めてである。このFe置換効果の起源にはまだ議論の余地が多いものの、ホールドープ型銅酸化物で見られたFe置換効果と類似したものであれば磁気相関と相関して電荷の相関も発達している可能性がある。また希土類元素スピンの影響がありデータの解釈を複雑にさせる問題があったため、希土類がスピンを持たない(Eu,Ce)2CuO4系の研究に着手した。Eu2CuO4に対してミュオンスピン回転実験を行ったところ、乱れの少ない長距離磁気秩序が発達していることがわかった。希土類がスピンを持つ他の電子ドープ型銅酸化物Nd2CuO4やPr2CuO4では乱れたミュオンスピン回転が観測されることが知られていたが、これは希土類スピンの影響のためでありCuスピンは乱れのないきれいなスピン構造をもつことがわかった。(Eu,Ce)2CuO4系では希土類スピンに乱されずにCuスピン秩序を観測するよい物質系であることがわかったので、今後はCe置換の効果や還元アニールによって導入される乱れの詳細を調べる。初年度には試料の作製を行い、良質な結晶を作製する条件についてある程度確立した。前年度に実験施設側のトラブルにより遅延していたミュオンスピン緩和実験を今年度は行うことができた。それにより期待していた成果を得た。一方で新たに派生した希土類スピンの問題についても平行して着手しはじめ、(Eu,Ce)2CuO4系で一定の成果が出ている。Fe置換によって安定化した磁気構造を調べるため中性子回折実験を行うが、そのために必要な大型単結晶の育成を浮遊帯域法により試みているがこれまでのところ大型化には至っていない。平成29年度には、前年度に磁気相関の発達に敏感なミュオンスピン緩和法によって新しく発見した電子ドープ型銅酸化物Eu2CuO4における動的な揺らぎの残った磁気相について調べた。Nd2CuO4やPr2CuO4においても同様の磁気相が存在することを明らかにした。これは、動的磁気相は希土類イオンには依存せず、Cuに本質的な性質であることを明らかにした。さらに還元アニール処理やCe4+を置換することによる電子ドープに対しても動的磁気相は存在しており、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導において普遍的な磁性であることを示す。