hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔脳腸・味情報-内分泌連関食調節系の酸化ストレスによる変調と修復の分子生理基盤

内分泌連関系を形成し、恒常性の維持に寄与している。高脂高甘味食などの過剰摂取は、この連関系に変調をもたらし肥満に導くことも知られ、その原因解明は喫緊の課題である。上記食欲調節因子は、酸化ストレス関連因子としても知られ、細胞内酸化により標的分子内SH基を修飾し(S-グルタチオン化:SSG化)、機能変化をもたらし調節効果の自己抑制的な低下が起こる可能性が示唆される。本研究は、その連関系の酸化ストレスによる変調と回復の動作原理を明らかにするため、課題1:酸化ストレスによる味調節系の変調と修復の機序について、調節因子の標的イオンチャネル分子である代謝センサー(KATP:甘味)、温度センサー(TRPV4:甘味)、Naセンサー(ENaC:塩味)について、甘味・塩味受容細胞の興奮性のSSG化による変調とGSHによる修復を細胞分子生理学的に解析し、課題2:酸化ストレス関連分子・遺伝子群の味細胞における発現と機能を検索する。平成30年度は、課題1では、マウス鼓索神経全線維束味応答記録法を用いて、関連分子群の機能解析を行い、代謝センサー(KATP)については、チャネル開口剤及び閉口剤が、それぞれ甘味応答の抑制と増強に働き、酸化ストレス下では抑制効果が減少すること、温度センサー(TRPV4)の抑制剤が、甘味温度増強特異的に抑制すること、Naセンサー(ENaCs)阻害剤による抑制効果が酸化ストレス促進物質により低下することが示唆された。課題2では、主にRT-PCR法を用いた解析で、酸化ストレス分子標的の経路上にある酸化還元に関与する各種酵素や輸送体など、鍵分子群の発現が確認されつつある。課題1では、レプチンの標的チャネルである代謝センサーKATPは酸化ストレス誘導物質の投与により甘味応答が増強される傾向へと変化することが判明し、チャネルが慢性的に閉口方向に働き、細胞興奮性が上昇する可能性が浮上してきた。しかも、その働きは、レプチンによる細胞興奮性の抑制制御と拮抗するため、レプチン抵抗性の形成の起点となる可能性が示唆される。また、35度Cに温度感受性にピークを持つTRPM5チャネルに加えて、類似の温度特性を持つTRPV4が、甘味応答の温度増強に特異的に関与することが判明し、甘味特異的な温度制御チャネルとしてのさらなる研究展開の基盤となる結果が得られている。さらに、ENaCsの酸化ストレス誘導剤による効果はチャネルの慢性的に閉口方向へとシフトさせ、Na特異的な応答の低下を導き、かつ、チャネル開閉への影響は時間軸で分のオーダーで現れることが判明したことから、味細胞の受容膜側で起こっている可能性が強く、酸化ストレス標的の味細胞の内外側チャネルの分子内標的が明確にできる可能性が示唆される。課題2では、味細胞における酸化ストレスに関わるグルタチオン代謝機構に関連する酵素群(スーパーオキシド・デスムターゼ、カタラーゼ、グルタチオン・ペロキシターゼ、グルタチオン・レドクターゼなど)分子の発現がRT-PCR法レベルで確認され、味受容関連各種イオンチャネルのSSG化に関連する可能性が示唆されている。
微生物膜脂質の自然レベル放射性炭素分析に基づく海洋DOC炭素循環に関する研究

本研究は,海洋DOC炭素の短期的な炭素循環に果たす微生物バイオマスの役割を,特定有機分子の自然レベル^<14>C測定を用いて,明らかにすることを目的とする。具体的には、船舶を使用し,赤道太平洋および北太平洋にかけての表層海水を大量にろ過し,メンブレンフィルター上にDOCフラクション(0.20.65,0.651.0μm)を捕集する。得られたDOCフラクションから特定の有機分子(微生物膜脂質,rRNA)を抽出,精製し,分子レベルでの^<14>C測定を行う。得られた^<14>C値と,溶存態無機炭素(DIC)およびバルクDOCの^<14>C値を比較し,現場の微生物バイオマスの代謝の解明と海洋DOC炭素循環への寄与の定量的な評価を行う。H20年度は,1.静岡県焼津市にある駿河湾深層水汲み上げ施設において水深397mおよび687mの海水試料の連続大量ろ過(約15万L)を実施した、2.海洋地球観測船「みらい」による北極海(MR08-04)および北太平洋航海(MR08-05)航海に乗船研究者として乗船し、表層海水の連続大量ろ過(数万L)、各海域・各水深海水の大量採取およびろ過(100500L)他の試料採取を鋭意実施し船上でのろ過作業により研究に必要な各種フィルター試料を確保した、3.DO^<14>C測定の為のUV照射による海水分解炉を含む試料分析ラインを立ち上げた。現在、各種分析を鋭意実施している。
日本浄土教における中世神道理論の受容と形成-了誉聖冏著作の研究-

報告者は、日本浄土教における中世神道理論の受容と形成の過程を解明すべく、浄土宗の学僧、了誉聖冏(13411420)の神道関係著作の研究を行った。本年度は、中世を代表する両部神道書『麗気記』全18巻に対する聖冏の註釈書『麗気記私鈔』『麗気記神図画私鈔』『麗気記拾遺鈔』(以下『私鈔』『神図画私鈔』『拾遺鈔』)の研究を継続しておこなった。とくに『私鈔』『神図画私鈔』における神道図像「神体図」に関する註釈を抽出し、考察を加えた。その結果、聖冏が、『麗気記』に描かれる神体図を「重如月殿」という図像の展開形ととらえ、さらに「重如月殿」図を、両宮不二・両部不二という伊勢神宮の深秘のシンボルとしていたことを明らかにした。これにより、聖冏の神体図註釈が、いわば神学と呼べるほどの高度な思想的営為であったことを明らかにすることができた。上記の研究成果については、論文発表を行った(『日本思想学』41、2009.9)。さらに平成19年度より今年度までの研究成果を博士学位請求論文としてまとめ、早稲田大学に提出し、博士(文学)の学位を取得した。博士論文は平成22年度中の公刊を予定している。日本浄土教における中世神道理論の受容と形成の過程を解明すべく、浄土宗の学僧・了誉聖冏の神道著作である『麗気記拾遺鈔』『麗気記私鈔』『麗気記神図画私鈔』(以下『拾遺鈔』『私鈔』『神図画私鈔』)の研究を行った。まず『私鈔』『神図画私鈔』の研究をおこなった。『麗気記』には「神体図」という図像だけの巻を中心として多数の図像が描かれている。『私鈔』『神図画私鈔』には、神体図に関する数多くの註釈が記されており、聖冏が神体図を重要視していた。そこで、両書の「神体図」に関する註釈を抽出し考察を加えた結果、聖冏が、神体図の多くを「重如月殿」という図像の展開形と考え、さらに、両部不二という伊勢神宮の深秘の象徴としていたことを明らかにした。これにより聖冏の註釈が、神学と呼べるほどの思想的営為であったことを明らかにすることができた次に「神体図」をめぐる諸註釈に注目して研究を行った。『麗気記』には、神体図に関する説明がほとんどないため、註釈者によって解釈にかなりの差異が見られる。そこで、聖冏と、ほぼ同時代の天台僧良遍の註釈を比較検討し、中世学僧の神体図受容のあり方について考察した。その結果、註釈が図像の配列に影響を与え、また逆に、所持する図像の配列により註釈が影響を受ける場合があったこと、神体図が、本文や儀礼とならぶ『麗気記』の重要な構成要素であり、様々な人々によって、図像に関する秘伝が形成されていた可能性を指摘することができた。以上の成果の一部は、学会での口頭発表として公開し、論文での公開を予定している(投稿中)。日本浄土教における中世神道理論の受容と形成の過程を解明すべく、浄土宗の学僧、了誉聖冏(13411420)の神道著作である『麗気記私鈔』『麗気記神図画私鈔』『麗気記拾遺鈔』(以下『私鈔』『神図画私鈔』『拾遺鈔』)と『日本書紀私鈔』の研究を行った。まず、聖冏著作中、もっとも浄土教学色が強い『拾遺鈔』の研究を行った。その結果、聖冏が、独自の教相判釈説により浄土宗の神の優位性を主張し、さらに浄土宗の神の力を念仏の功徳と同一と考え、阿弥陀仏と神との完全な同体を説くなど、高度な神道論が、聖冏の浄土教学にもとづき展開されていたことを論証した(『宗教研究』358。2008)。また『私鈔』『神図画私鈔』における「神体図」に関する註釈を抽出し、考察を加えた。その結果、聖冏が、『麗気記』に描かれる神体図を「重如月殿」という図像の展開形ととらえ、さらに、両宮不二・両部不二という伊勢神宮の深秘のシンボルとして重要視していたことを論証した(投稿中)。また、聖冏と、ほぼ同時代の天台僧良遍の神体図註釈を比較検討し、中世学僧の神体図解釈の諸相について考察した。その結果、同じ図像であっても註釈書により解釈が全く異なること、神体図は、言説と同じく、註釈されることで無限に解釈を増殖させる『麗気記』をとりまく秘伝のひとつだったことを明らかにした(『神道宗教』213。査読・受理済。2009刊)。さらに、『日本書紀私鈔』の研究を行い、茨城県立歴史資料館本、東洋文庫本で諸本調査を行い、校訂本文を作成した。上記の研究成果については、既にいくつかを学会発表、論文発表などで公開した。さらに残りの成果についても順次公開する予定である。

報告者は、日本浄土教における中世神道理論の受容と形成の過程を解明すべく、浄土宗の学僧、了誉聖冏(13411420)の神道関係著作の研究を行った。本年度は、中世を代表する両部神道書『麗気記』全18巻に対する聖冏の註釈書『麗気記私鈔』『麗気記神図画私鈔』『麗気記拾遺鈔』(以下『私鈔』『神図画私鈔』『拾遺鈔』)の研究を継続しておこなった。とくに『私鈔』『神図画私鈔』における神道図像「神体図」に関する註釈を抽出し、考察を加えた。その結果、聖冏が、『麗気記』に描かれる神体図を「重如月殿」という図像の展開形ととらえ、さらに「重如月殿」図を、両宮不二・両部不二という伊勢神宮の深秘のシンボルとしていたことを明らかにした。これにより、聖冏の神体図註釈が、いわば神学と呼べるほどの高度な思想的営為であったことを明らかにすることができた。上記の研究成果については、論文発表を行った(『日本思想学』41、2009.9)。さらに平成19年度より今年度までの研究成果を博士学位請求論文としてまとめ、早稲田大学に提出し、博士(文学)の学位を取得した。博士論文は平成22年度中の公刊を予定している。
心拍変動波のコンピュータ解析による新しい自律神経機能の歪み/バランス診断

心拍変動をコンピュータ解析したデータの利用法に工夫を凝らせば、実地臨床の場で直ちに使用できる自律神経機能判定法の作成が可能になると考え、ここ数年間引き続き文部省科学研究費の補助を受け心電図R-R間隔変動を瞬時心拍変動波に置換測定し、かつ解析できるシステムを完成し一歩一歩研究を進めた結果一定の成果が得られた。本年度はこれらシステム機器の移動可能な小型機器化により、なお一層の研究成果の蓄積が得られた。先ず第1に健常若年者100例のデータ安静臥位時から、副交感神経系機能のパラメータを、交感神経系機能を起立負荷試験から得て、独自の六角レーダーチャート表示法による標準図を既に完成しているが、さらに起立試験負荷が不可能な場合を想定しての、同様健康若年者50例から得たベッド傾斜負荷試験(head-up tilting)によるそれぞれの基準となるデータ作り及び六角レーダーチャート表示法による標準図の作成も行った。この表示法により、従来いずれの研究者からも発表されていない独自の自律神経系のバランスまたは歪み具合を診断し、患者にも分かるように図示できる画期的な方法が完成した。この様に本研究成果の整備に伴い、臨床の実際に応用、各種自律神経に障害のある患者多数例、例えば糖尿病患者の術前、またペインクリニック的処置を要する患者それぞれ多数例のデータの判定が可能になった。心拍変動をコンピュータ解析してこれを自律神経活動を示す指標にしようという研究が最近盛んになってきた。しかしいずれの報告もそのデータの解釈をめぐって論議され、次第に微妙な変化を云々する様になって臨床の現場で直ちに利用できる具体的な成果が得られていない。われわれは既に数年にわたり、本科学研究費補助金により、この種心拍変動測定解析機器を自作することができる様になり、臨床の現場で応用して患者への説明にも利用して確かな反応を得るまでに進歩した。すなわち安静臥位時、起立負荷試験時それぞれの170秒間の連続した心電図R-R間隔信号を1024ポイントの心拍変動として置き換え、非スペクトル解析値とともにフーリエ変換による周波数別パワースペクトル解析値として同時に表示できるシステムである。また本年には小形ノートパソコン操作でもこれらが可能とするシステムを完成した。またこれらで得られたデータの中から安静臥位時のデータから副交感神経機能を意味するパラメータを、そして起立負荷時の変動から交感神経機能を意味するパラメータを合計6つ選びだし、別のグラフイックソフトを有するパソコンにて健常人100名のデータより作成した正六角形の標準図形のうえにその都度測定された患者のデータを入力すれば自動的に重ね合わせた診断図形を表示出来る方法(レーダーチャート表示法)を考案し、実地臨床で即座に利用できる有用な機器システムであることを学会及び論文に発表した。疼痛はじめ何らかの疾患を有する患者は自律神経系のバランス失調状態にあると考えられる。また術中麻酔管理中の予期せぬ循環変動も自律神経系との関連で、心拍変動解析法を用いての自律神経機能判定法で術前診察で予見できないものかと考え、ここ数年間文部省科学研究費の補助を受け、心電図R-R間隔変動を瞬時心拍変動波に置換測定し、かつ解析できるシステムを完成した。今回の補助金ではこれらシステム機器が移動可能な小型機器として別に完成させることにより、なお一層の研究の進展が得られた。そしてこれを利用して集積してきたデータを今度は如何に再解析するかを次の課題としてきた。その結果、各種自律神経に障害のある患者多数例、例えば糖尿病患者の術前、またペインクリニック的処置を要する患者それぞれ多数例のデータの判定をするための基準値の作成及び修正を試みた。先ず第1に健常若年者100例のデータ安静臥位時から副交感神経系機能のパラメータを、交感神経系機能を起立負荷試験から得て、独自の六角レーダーチャート表示法による標準図を完成した。次に起立試験負荷が不可能な場合を想定しての、同様健康若年者50例から得たベッド傾斜負荷試験(head-up tilting)によるそれぞれの基準となるデータ作り及び六角レーダーチャート表示法による標準図の作成も行った。この表示法により従来いずれの研究者からも発表されていない独自の自律神経系のバランスまたは歪み具合を診断し、患者にも分かるように図示できる画期的な方法が完成した。

この様に本研究成果の整備に伴い、臨床の実際に応用でき、かつ現場で各種データを供覧できるようになり、学会報告並びに論文発表も行ってきた。
衛星リモートセンシングによる氷河湖の短期面積変動の解明

本年度は、本研究のコア技術となる氷河湖の自動抽出手法について、SAR画像(「だいち2号/PALSAR-2」)から自動的に湖のポリゴンを作成するアルゴリズムを複数検討し、処理結果を比較した。その結果、既存ソフトウェアに実装されている各種セグメンテーションツールを利用した場合には、対象エリアの地形や氷河湖の空間分布によって、最適なパラメータの組み合わせが様々であり、普遍的な手法を得ることが難しいという示唆が得られた。セグメンテーションは画素値の均一性とそのオブジェクト形状を考慮したものであり、複数の地表オブジェクトを分類するときに有効である。しかし本研究での利用意図は、氷河湖(水面)をそれ以外の地表面から区別するだけであり、無意味に複雑な処理を選択するより、より単純な方法を検討した方が良いと思われる。その後の検討の結果、平滑化フィルタによってSAR特有のスペックルノイズを除去した上で、単純な画素値の二値化によって反射強度の低い部分を抽出すると、最も堅牢性の高い氷河湖抽出が可能であることが見出された。平滑化フィルタは氷河湖上の細かなテクスチャも除去できるので、結氷部分やさざ波に起因する誤抽出を減らす効果もある。さらに欧州衛星Sentinel-1で同様の処理を実施できることも確認された。これにより複数衛星の利用によってさらに高頻度な氷河湖変動監視が可能になると期待でき、これを考慮した上で、今後のツール構築を進めたい。本年度は研究計画に記載した「氷河湖の自動抽出手法の確立」と「海外衛星への適応評価」を実施した。様々な画像処理手法を検討した結果、複数のパラメータが必要とされる複雑なセグメンテーション法よりも、単純な二値化を基本とする手法が良いことがわかり、どのような地形条件にも対応できる堅牢性の高い処理フローが適しているという知見が得られた。また海外衛星でも同様の手法が可能となった影響は大きく、今後の防災ソリューションを提案する上でも重要な点である。総じて本研究は概ね順調に進展しており、今後も研究計画に沿って解析を進める予定である。現状の課題としてあるのは、一部の氷河湖について、隣接する暗い部分を含めて抽出してしまうことである。これに関しては解決策が複数ある。まず、地形データや既存氷河データベースを利用して、氷河湖が拡大し得ない部分に前もってマスクをかけてしまう方法である。また、湖岸線が鋭角になったりというトポロジ上の除外条件を設定することによっても、湖として不自然な輪郭を防ぐことができると考えられる。当初は商用SAR衛星のTerraSAR-Xも積極的な利用を検討していたが、高額かつ観測回数が少ないことにより、これを主たる入力データにはしないこととした。ただし前述のSentinel-1で十分な観測頻度は確保されているため、本研究への影響は殆ど無いと考えられる。

ただし前述のSentinel-1で十分な観測頻度は確保されているため、本研究への影響は殆ど無いと考えられる。費用対効果が低いことが明らかになった海外商用衛星の使用計画を見直し、一部予定していたデータの購入を見送った。同時に予定よりも上位機種のワークステーションを調達し、より高速なSAR画像処理が可能な解析環境を構築した。これらの結果、使用額に若干の残額が生じた。
森林での放射性物質の生態濃縮とその猛禽への影響

巣箱を福島県内に80個余り設置し、フクロウの繁殖への放射能の影響を調べた。フクロウは24μSv/hの高線量地域でも繁殖しており、巣箱利用率や産卵数、孵化率には空間線量との関係が見られなかった。巣箱周辺の土と比較して、獲物であるネズミ類のセシウム濃度は平均して半分以下であったが、フクロウの卵は土の10分の1程度の濃度で、ネズミ類と比べても低く、生態濃縮といえる現象は確認できなかった。しかしシジュウカラと比べると10倍ほど高く、鳥類としてはセシウム汚染に強くさらされており、その原因として腐食連鎖が疑われた。高汚染地域では雛の成長が悪く、抗酸化物質のカロテノイド量が低いなど悪影響も示唆された。チェルノブイリと福島の原子力発電所の事故によって多量の放射性物質が環境中に放出され、放射能の環境中での動態や生物への影響について多くの研究がなされている。陸上生態系ではその頂点に位置する猛禽類が汚染地域で特に減少していることが知られるが、それは放射性物質の生態濃縮と生態系のバランスの崩れの両方が影響していると思われる。本研究ではフクロウの巣箱を利用して餌として巣に運ばれる森林性小型哺乳類・鳥類・ヘビ類の種と数およびセシウム137の濃度を調べ、また、低線量被曝がフクロウに及ぼす生理学的・生態学的・遺伝的な影響を調べる。初年度である平成26年度には、既設の6つの巣箱での予備的な調査と巣箱の増設をおこなった。春には、飯舘村、福島市、土湯温泉町にそれぞれ2個ずつ設置した巣箱のうち、福島市の2個と土湯温泉町の1個で繁殖利用が確認された。巣箱上部からのビデオ撮影は、親鳥の出入りや行動は記録されるが、餌の撮影は難しいことが判明した。巣立ち後の巣内残渣を調べることで、餌生物を特定する必要があることがわかった。餌生物は育雛期前半に巣内に放置されることが多く、育雛期後半ではほとんど放置されないことがわかった。PHA検査は免疫反応による腫れが非常に少ないことがわかり、ソフトタッチマイクロメータ((株)ミツトヨ)による計測が必要なことがわかった。フクロウの巣箱利用率、産卵数、孵化率、巣立ち率の調査には多数の巣箱設置が必要なことがわかった。そこで、10月には、飯舘村と福島市(汚染地域)、土湯温泉町(低汚染地域)、会津若松市(対照地域)において計83個の巣箱を設置して、27年度の調査の準備を整えた。鳥類相調査は予定通り7月に実施して、その成果論文はJournal of Ornithologyに受理された。比較的高汚染の地域として、空間線量0.43-7.28μSv/hにあたる飯舘村と福島市小鳥の森に合わせて44個、低汚染地域として空間線量0.11-0.25μSv/hの土湯温泉から安達太良山に23個、コントロール地域として0.06-0.20μSv/hの会津若松市に16個の計83個の巣箱を2014年11月に架け、2015年11月には会津若松市に1個、高汚染地域の富岡町に2個追加し、計86個に増やした。2015年繁殖期の巣箱の利用率は、高汚染地域で11%(5巣)、低汚染地域で8.7%(2巣)、コントロール地域で0%(0巣)と、高汚染地域での利用率はむしろ高く、高汚染地域での繁殖率の低下は示されなかった。土、餌動物、遺棄されたフクロウの卵のセシウム汚染量を計測すると、土の汚染量が最も高かった。土は1.09 μSv/hの地点で15 kBq/kg、2.3 μSv/hの地点で29 kBq/kgなどで、0.2 μSv/h以上の地域では空間線量と直線的な関係を示した。餌動物の汚染量は個体差はあるがアカネズミとヒメネズミは平均して土の約40%、ハタネズミは約15%と低かった。ヒヨドリは土の約0.3%と非常に低く、渡り途中の個体を捕食していると思われた。留鳥のシジュウカラは土の3%ほどだった。フクロウの卵は土の約6%と低かったが、同じ地域で繁殖するシジュウカラの卵と比べると約10倍のセシウム量を示した。5巣10雛の成長を調べることが出来たが、そのうち2巣3雛の成長が悪かった。この2巣は共に空間線量が2μSv/hを超える高線量地域にあった。対して雛の成長が順調だった3巣は1.1 μSv/h以下だった。雛の血中における抗酸化物質(カロテノイド)の量を比較したところ、空間線量との間に負の相関が見られた。雛のフィトヘマグルチニン(PHA)に対する免疫反応の強さと空間線量との間に相関は見られなかった。当初の計画ではビデオカメラを設置して給餌頻度や餌内容を調べることにしていたが、予備調査において巣箱の蓋にカメラを設置してみたところ、親鳥が餌をくわえて巣箱に入るときには下を向いていて頭部が邪魔で餌が見えず、親鳥が巣箱にいる間は親鳥がヒナを覆っていてやはり餌がビデオに映らないことが多いことが判明し、ビデオカメラは1台では十分に餌の同定ができないことがわかった。

映像を撮ることに労力を割くと他の調査に支障をきたすため、ビデオ撮影を断念した。また、親鳥の捕獲を計画していたが、想定以上にフクロウの攻撃性が強く、危険を回避するために断念した。代わりに、巣箱の設置個数を予定の10個から85個に大幅に増やしたので、サンプルサイズが大きくなった点では当初の計画以上の進展といえる。総合的には概ね順調と評価できる。フクロウの巣箱を最高で7.28μSv/hの空間線量を示す高汚染地域が含まれる飯舘村と富岡町に併せて44個、1μSv/h前後の福島市小鳥の森に2個、0.11-0.25μSv/hの土湯温泉町に23個、0.06-0.20μSv/hの会津若松市に16個を1km以上離して設置した。85個の巣箱のうち7個で産卵がおこなわれたが、2μSv/hを超える高線量の場所でも産卵は見られ、利用率や産卵数、孵化率に、空間線量との関係は見られなかった。巣箱周辺の土、獲物やペレット、糞などのセシウム濃度を測定した。土のセシウム濃度は空間線量にほぼ比例し、1μSv/hの空間線量地域で約14,000Bq/kgの高い値を示した。獲物のアカネズミは平均すると土の半分ほどの汚染で、ハタネズミは土の5分の1程度だった。フクロウの卵と雛は1μSv/hの場所で700Bq/kgの濃度で土の20分の1程度と、餌であるネズミ類と比べて低かった。糞はネズミ類よりも高い場合もあったことも考えると、セシウムは吸収率が悪いと思われ、いわゆる生態濃縮は起こっていないと推測された。しかしながら、同地域のシジュウカラの卵と比較するとフクロウの卵はおよそ10倍ものセシウムを蓄積していた。雛の健康状態に与える影響を3つの方法で検討した。まず雛の体重増加を調べた。5巣10雛のうち2巣3雛の成長が悪く、うち2雛は消失したので、餓死したと思われるが、これら3雛はいずれも2μSv/hを超える高線量地域だった。次に20日齢前後の雛の血中カロテノイド量を計測したところ空間線量と負の相関を示した。放射線による活性酸素の体内での増加によって、抗酸化物質であるカロテノイドの欠乏が起こっている可能性があり、免疫力の低下などを招くと考えられる。最後に、抗体反応を調べるために、フィトヘマグルチニンテストをおこなったが、空間線量との相関は見られなかった。巣箱を福島県内に80個余り設置し、フクロウの繁殖への放射能の影響を調べた。フクロウは24μSv/hの高線量地域でも繁殖しており、巣箱利用率や産卵数、孵化率には空間線量との関係が見られなかった。巣箱周辺の土と比較して、獲物であるネズミ類のセシウム濃度は平均して半分以下であったが、フクロウの卵は土の10分の1程度の濃度で、ネズミ類と比べても低く、生態濃縮といえる現象は確認できなかった。しかしシジュウカラと比べると10倍ほど高く、鳥類としてはセシウム汚染に強くさらされており、その原因として腐食連鎖が疑われた。高汚染地域では雛の成長が悪く、抗酸化物質のカロテノイド量が低いなど悪影響も示唆された。簡易な自動撮影装置による餌生物の特定が困難なことがわかり、また、予定していたホールバディーカウンターでの内部被曝量の計測が、IRSN(フランス放射線防護原子力安全研究所)の調査が打ち切られたために実施できなくなるなど、独力での調査では、計画通りに進めることが困難な点があることがわかった。しかしながら、計画で予定していた10個の巣箱設置を80個に増やして、フクロウの巣箱利用率、産卵数、孵化率、巣立ち率の調査に重点を移すことで対処しているので、おおむね順調に進展しているといえる。H28年度は高汚染地域のサンプルを増やすために富岡町(空間線量が約23μSv/h)に設置した巣箱でも調査をおこなう。調査地は高線量地域が富岡町と飯舘村、中線量地域が福島市小鳥の森、低線量地域が土湯温泉町と会津若松市になり、設置した85個の巣箱のうち、H28年度は現在までに11つがいの繁殖が確認された。
肝移植における免疫学的寛容機構の解明

WFラットに同所性に移植されたLEW肝(LEW→WF)は、術後4日目をピークとする一過性の肝障害(急性拒絶反応)を起こすが回復し永久生着する。そこで、この長期生存肝移植(OLT)ラットに、ホモジナイズした正常LEW肝を腹腔内に投与すると、宿主内にドナー抗原に対するCD8+CTLが誘導され、移植肝が破壊(肝障害が誘導)される。しかしながら、長期生着肝(LEW由来)を摘出しOLTラットに投与しても肝障害は誘導されない。つまり、長期生着肝の免疫原性は消失していた。そこでまず、この免疫原性消失の時期を明かにするために各時期(術後1日、3日、1週、2週、4週、6週、6カ月目)の移植肝を長期生存OLTラットに投与すると、興味あることに術後3日目までには免疫原性が消失していた。この現象は、ドナーの抗原提示細胞が移植片より末梢に遊走するためであった。一方、LEW肝を移植した後長期生存したWFラットに心臓移植を行うと、third partyの心臓は8日で拒絶されるが、LEW心は200日以上生着した。即ち、ドナー抗原に特異的な免疫応答能の低下を認めた。以上より、トレランスの機構として、宿主側の要因にドナー抗原に特異的な反応性の低下を認めること、移植片側の要因に移植肝の免疫原性が術後3日目までに消失していることが関与していると思われた。臓器移植を行うにあたり最大の問題点は拒絶反応の存在であり、この免疫応答をドナー抗原特異的に抑制することが、今後の最重要課題と思われる。そのためには、臓器移植における末梢性トレランスの機構を解明することが重要であるが、我々はラット肝移植において永久生着する系を見出し、をの免疫寛容状態をもたらす細胞性機構について解析してきた。これらの研究をもとに、臓器移植の際の拒絶反応を制御することが本研究の目的である。WFラットに同所性に移植されたLEW肝は、術後4-5日目をピークとする急性拒絶反応を乗り越えて、免疫抑制剤なしに長期生存する。このメカニズムの1つとして、長期生着肝が免疫原性を失っていることを報告してきた。まず、実験の背景として、長期生存肝移植(OLT)ラットに、ホモジナイズした正常LEW肝を腹腔内に投与すると、正常な免疫原性を持った細胞により、宿主のCD8+CTLが誘導され、移植肝が破壊(肝障害が誘導)される。そこで、抗原性消失の時期を明かにするために各時期(術後1日、2日、3日、1週、2週、4週、6週目)の移植肝を長期生存OLTラットに投与すると、興味あることに術後3日目までには免疫原性がほぼ消失していた。この現象は、手術による影響や非特異的な炎症反応によるものではないことは確認した。今後、この免疫原性消失の機構を解明し、さらには臨床応用に向けた基礎的な研究を行う予定である。そこでます、この免疫原性消失の時期を明かにするために各時期(術後1日、1週、2週、4週、6週、6カ月目)の移植肝を長期生存OLTラットに投与すると、興味あることに術後1週目までには免疫原性が消失していた。

この現象は、手術による影響や非特異的な炎症反応によるものではないことは同系の移植モデル(LEW→LEW)を用いて確認した。即ち、LEWに移植されて1週目のLEW肝は十分な免疫原性を有していた。一方、LEW肝を移植した後長期生存したWFラットに心臓移植を行うと、third partyの心臓は8日で拒絶されるが、LEW心は200日以上生着した。即ち、ドナー抗原に特異的な免疫応答能の低下を認めた。以上より、トレランスの機構として、宿主側の要因にドナー抗原に特異的な反応性の低下を認めること、移植片側の要因に移植肝の免疫原性が術後1週目までに消失していることが関与していると思われた。WFラットに同所性に移植されたLEW肝(LEW→WF)は、術語4日目をピークとする一過性の肝障害(急性拒絶反応)を起こすが回復し永久生着する。そこで、この長期生存肝移植(OLT)ラットに、ホモジナイズした正常LEW肝を腹腔内に投与すると、宿主内にドナー抗原に対するCD8+CTLが誘導され、移植肝が破壊(肝障害が誘導)される。しかしながら、長期生着肝(LEW由来)を摘出しOLTラットに投与しても肝障害は誘導されない。つまり、長期生着肝の免疫原性は消失していた。そこでまず、この免疫原性消失の時期を明かにするために各時期(術後1日、3日、1週、2週、4週、6週、6カ月目)の移植肝を長期生存OLTラットに投与すると、興味あることに術後3日目までには免疫原性が消失していた。この現象は、手術による影響や非特異的な炎症反応によるものではなく、ドナーの抗原提示細胞が移植片より末梢に遊走するためであった。
女性の理系進学に関する歴史的検討―薬学系教育機関を中心に―

本研究は、女性の理系分野への進学要因を理解するために、日本における女性の薬学教育の成立と定着について、歴史的、実証的な検討を試みるものである。理系分野の女性比率が低い中で、薬学系分野においては、比較的安定した女性進学者が存在してきた。本研究では、女性の多い分野に着目し、女性がなぜ理系である薬学系分野を選んだのか、つまり“進学促進要因"を明らかにする。明治期に成立した薬学教育制度の中で、薬剤師養成は女性に開かれた分野でもあり、薬学系分野には戦前から女性が多い。本研究では、戦前の女子薬学専門学校の発展を中心に、女性の薬学系分野への進学とその周辺状況を歴史的に検証する。
水素の脱塩素化反応を利用した非平衡プラズマ環境有害除去の研究

本研究は土壌から抽出されるダイオキシン類を水素の還元反応により脱塩素化処理し、酸化処理では困難であったダイオキシン類の完全分解を行う。非平衡プラズマを用いて水素ラジカル発生させ還元を能動的に行わせる。この方法はイオンへのエネルギー注入が少なく、ダイオキシン類の逆合成過程が抑制される利点がある。脱塩素化された塩素は塩化物として回収する。また、入力エネルギーは放電電力のみであり、安価な処理方法となり得る。本研究の成果を以下に示す。1.短パルス高電圧電源装置(パルス幅数100ナノ秒)を用いることにより、マイクロ秒印加時に比べ、電子のエネルギー分布が変化し、高エネルギー部分の電子数が増加した。2.電圧印加の極性を瞬時に変化させることにより、高速電子数が増加し、処理効率が向上した。3.非平衡プラズマによる水素ラジカルにより、ハロゲン化物質が還元され、水素を添加しない場合の実験と比べ、2倍以上の効率で処理できた。水素添加時の処理率50%。水素添加無しに於ける処理率25%であった。4.ペンタクロロベンゼンの還元実験を行い副生成物の同定を行った。予測通り、ベンゼン、フェノール、p-クロロフェノールが観測され、還元が行われていることを確認した。本研究は土壌から抽出されるダイオキシン類を、水素の還元反応により脱塩素化処理を行い、酸化処理では困難であったダイオキシン類の完全分解を行う。また、短パルス非平衡プラズマを用いて能動的にエネルギーを与えることにより処理速度を向上させる。非平衡プラズマであるため、イオンにエネルギーを注入することがないため、ダイオキシン類の逆合成過程が抑制される利点がある。そして、脱塩素化された塩素は塩として回収する。入力エネルギーは放電電力のみであり、安価な処理方法となり得る。この方式の検証実験を行うことが目的である。現在までに、大阪大学と共同で実験を進めており、下記の結果を得た。水素添加無しに於ける処理率25%。であった。また、水素ラジカル数密度測定装置を立ち上げ中である。これにより、水素ラジカルの依存性が測定可能となる。副生成物も同定中である。上記の装置を用い、今後、非平衡プラズマ中での水素ラジカルの効果、影響を明確にする。
宇宙環境下での高電圧絶縁破壊現象の解明-宇宙高電圧工学の萌芽

絶縁薄膜の絶縁破壊現象を調べるため、宇宙研のイオンビーム発生装置及び大型スペースチェンバーを用いて実験を行った。イオンビーム発生装置による実験では、最大1.5keVのイオンビームをポリイミド膜を表面に張った電極に照射し絶縁破壊頻度と放電形態、放電の経路を調べた。一方、スペースチェンバーでの実験では、プラズマは拡散プラズマ源を用い、ポリイミド膜を表面に張った電極に最大3kVまでの負の高電圧を印加し、放電波形、放電の形態、1ヶ所の放電が他の場所の帯電部に及ぼす影響を調べた。この実験は九州工業大学の趙孟佑助教授と共同で行った。複数のポリイミド膜付き電極を使用した実験では、1ヶ所で発生した放電(プラズマから電極部への一時的な大電流)は、他の場所での絶縁フィルム上の正帯電部からプラズマへの電流を誘起し、電流の閉回路が形成される。この電流は、絶縁フィルム上の正帯電部の電荷が完全に解放されるまで継続することがわかった。本課題に関連して、宇宙空間特有の現象として、高電圧部に高速のデブリ(毎秒10km以上程度の速度をもつ微小物体)が衝突した時に発生するプラズマによる電流について研究を行った。この場合は短時間に発生するプラズマが大電流を誘起し現象的にはアーク放電の発生と同様な電気的な影響をもたらす。この現象は特に高電圧を用いる太陽電池を使用する場合に問題となる。金属電極をポリイミド膜で被覆したターゲットを用い、高速デブリの代わりに1MWのパルスレーザー(10ns)を用いて実験を行った。パルスレーザーのエネルギーは、10ミクロン、10km/sec程度のダストの運動エネルギーに相当する。この実験では、アルミ板への印加電圧やポリイミドの厚さに対する検出電流波形の依存性、多数回照射の場合の検出電流の変化、ダスト衝突後に露出する金属面が収集する定常的なプラズマ電流に関するデータを取得して解析した。宇宙高電圧技術の最も基礎的な課題であるプラズマ中での絶縁膜の絶縁破壊のメカニズムを実験的に解明することを目的として研究を行った。本実験では、金属板に張りつけたポリイミド薄膜表面をイオンビーム(3001500電子ボルト)の照射で帯電させ、金属板に流れる電流で放電を検出することにより薄膜の絶縁耐力を調べた。照射ターゲットの前面には3枚のグリッドを設置して負電位バリヤを作り、イオンビームとともに伝搬してくる電子を追い返して、薄膜が高エネルギーイオンにより確実に帯電するよう工夫を施した。絶縁破壊が膜を貫通するパンチスルーなのか、膜の表面を電荷が走る表面放電なのかを解明することを目的として4種類の厚さの薄膜(7.575ミクロン)を使用して実験を行った。各厚さの薄膜について、放電電荷量の差は見られたが放電頻度には大きな差はなかった。1回の放電で失われる電荷は最大帯電電荷の数十%になることが判明した。一方絶縁体近くに探針をセットして実験を行った場合には放電時に探針への顕著な電流は流れなかった。このことは放電は絶縁体表面での放電ではなく、パンチスルーであることを示している。厚さに対し顕著な依存性がない点は、絶縁膜材質の欠陥(微小穴、局所的な膜厚の減少など)が、厚さによらず共通的に存在していることを示唆していると思われるが、今後さらに研究が必要である。また、絶縁膜からのアウトガスが絶縁破壊に与える影響を調べるため、絶縁膜の温度を150度Cまで変化させた実験を行ったが放電頻度の試料温度に対する顕著な依存性は見られなかった。金属板上にポリイミド膜を密着したターゲットにイオンビームを照射し、ポリイミド膜を最大1.5kVまで帯電させポリイミド膜の絶縁破壊を検出した。ポリイミド膜上の帯電はイオンビームの電流密度に依存し、放電場所はビーム密度の大きいビーム中央部に集中するとの予測のもとに、金属版をセグメントに分けセグメント毎に放電電流を計測した。予測に反し放電電流は各セグメントでほぼランダムに計測され、一定の放電場所を同定することはできなかったが、放電はチェンバー壁と放電したポリイミド膜との間で発生するのではなく膜のパンチスルーによるものであることが結論できた。このことを更に確認するためターゲットとチェンバー壁との距離が1m以上とれる大型のスペースチェンバーでの実験を実施した。この実験では拡散型のプラズマ源を用い、ポリイミドで被覆したターゲットを複数用い、金属板にkVレベルの電圧を印加して放電の状況を調べた。この実験では一つのターゲットの放電で発生するプラズマの影響が他のターゲットにイオン音波の速度で伝搬することが観測された。一方宇宙空間特有の絶縁破壊機構として重要と思われる高速ダストによる絶縁膜の衝撃破壊についても研究を着手した。この研究では高速ダストを模擬するためジャイアントパルスレーザを用いた。レーザーのエネルギーは10mJ、パルス幅は10nsであり、エネルギー的には数十ミクロンサイズ、10km/sのダストに相当する。ポリイミドで被覆された金属板ターゲット(+20V印加)にレーザを照射すると衝撃プラズマの発生により13mAの電子電流がターゲットで計測された。同一場所へのレーザ照射の回数が増えるに従い検出電流が増加した。これは照射によって作られる絶縁膜の穴が増大するためと考えられる。この実験により高速ダスト衝撃の絶縁破壊による過渡電流について基礎的なデータが得られた。

イオンビーム発生装置による実験では、最大1.5keVのイオンビームをポリイミド膜を表面に張った電極に照射し絶縁破壊頻度と放電形態、放電の経路を調べた。一方、スペースチェンバーでの実験では、プラズマは拡散プラズマ源を用い、ポリイミド膜を表面に張った電極に最大3kVまでの負の高電圧を印加し、放電波形、放電の形態、1ヶ所の放電が他の場所の帯電部に及ぼす影響を調べた。この実験は九州工業大学の趙孟佑助教授と共同で行った。複数のポリイミド膜付き電極を使用した実験では、1ヶ所で発生した放電(プラズマから電極部への一時的な大電流)は、他の場所での絶縁フィルム上の正帯電部からプラズマへの電流を誘起し、電流の閉回路が形成される。この電流は、絶縁フィルム上の正帯電部の電荷が完全に解放されるまで継続することがわかった。本課題に関連して、宇宙空間特有の現象として、高電圧部に高速のデブリ(毎秒10km以上程度の速度をもつ微小物体)が衝突した時に発生するプラズマによる電流について研究を行った。この場合は短時間に発生するプラズマが大電流を誘起し現象的にはアーク放電の発生と同様な電気的な影響をもたらす。この現象は特に高電圧を用いる太陽電池を使用する場合に問題となる。金属電極をポリイミド膜で被覆したターゲットを用い、高速デブリの代わりに1MWのパルスレーザー(10ns)を用いて実験を行った。パルスレーザーのエネルギーは、10ミクロン、10km/sec程度のダストの運動エネルギーに相当する。この実験では、アルミ板への印加電圧やポリイミドの厚さに対する検出電流波形の依存性、多数回照射の場合の検出電流の変化、ダスト衝突後に露出する金属面が収集する定常的なプラズマ電流に関するデータを取得して解析した。
3次元画像処理手順の自動生成に関する研究

本研究の目的は、3次元濃淡画像処理手順開発を支援するために、ユーザが抽出したいと思う画像特徴を直接3次元図形の形(サンプル図形)で例示すると、それに必要な具体的処理手順を自動生成する方法を実現することである。本研究期間の前半では、本方法の知識ベースとなる3次元画像処理の基本手法ならびに基本手順を収集し、その評価を行った。後半では、その結果を基礎にして3次元画像処理手順の自動生成法の開発を行った。実際には、塊状図形、面状図形、および、線状図形抽出手順に対してそれぞれ個別の自動生成法を実現し、それらの能力を人工画像および実画像を用いて評価した。自動生成の基本的な流れは、(1)サンプル図形に基づく大まかな抽出手順の選択、(2)大まかな手順に基づく具体的手順の構築、および、(3)具体的手順の評価、からなる。とくに(2)では、処理時間を短縮するために、大まかな手順の要所要所に"期待画像"とよぶ一種の中間目標を自動的に設定し、その中間目標への近さを順に評価しながら具体的手順を構築していく。人工図形を用いた実験では、おおむね良好な結果が得られた。また、実際の3次元CT像を用いた実験でも、自動生成された手順によって少なくともサンプル図形に対応する部分は良好に抽出できることが確認された。今後は、上記の成果を基礎にした3次元画像処理エキスパートシステムの開発が課題である。そのためには、多数例示されたサンプル図形から一つの共通手順を構築する方法、負のサンプル(抽出して欲しくないもの)が提示された場合の処理方法なども検討していく必要がある。今年度はまず,本研究の知識ベースとなる3次元画像処理手法を収集した.これには,既存の3次元画像処理ライブラリを利用したほか,そこに含まれていない新しい3次元画像処理手法も開発した.新らたに開発した手法には,3次元回転型2階差分フィルタ,3次元濃淡細線化,3次元鮮鋭化などが含まれる.次に,抽出したい3次元図形(3次元サンプル図形)の指定方法を検討した.3次元図形の指定方法としては,(1)各スライスごとに物体の断面領域を入力する方法,(2)各方向からの投影画像の上で対象となる物体の領域(シルエット)を入力する方法,および,(3)VR技術を応用して3次元画像空間の中で直接輪郭面を指定する方法,などを検討したが,最終的には上記(2)の方法に基づく指定手順を開発した.これは,各方向からの投影画像上で指定した2次元シルエットを3次元空間に逆投影し,それらの共通領域を求めることによって3次元物体を指定するものである.くぼみのない比較的単純な対象物体の場合には,上記方法は良好な結果を得た.また,くぼみのある物体でも,くぼみの部分を一つの物体として指定し,それを全体から引くことによって対象物体の指定を行えるようにした.次に,この方法で入力した3次元サンプル図形を用いて,3次元領域図形抽出手順を自動生成する実験を行った.これは従来の2次元画像に対する面図形抽出手順自動生成法の一部を3次元に拡張した方法を用いた.その結果,人工的に作成した3次元濃淡画像が対象であるが必要な手順の自動生成が基本的に可能であることを確認した.来年度は,以上の成果に基づいて3次元線図形抽出手順自動生成法の開発とその人工画像を用いた評価,さらに,実際の3次元CT像への適用を予定している.本研究の目的は、3次元濃淡画像から抽出したいと思う画像特徴を直接3次元図形の形(サンプル図形)で例示すると、必要な画像処理手順を自動生成するシステムを実現することにある。昨年度はその前段階として、3次元画像処理手法と処理手順の知識ベース化、および、3次元サンプル図形の入力方法の検討を行った。

今年度は、その結果を基礎にして、実際に3次元画像処理手順の自動生成法を開発し、その能力を人口図形および実画像を用いて評価することを試みた。具体的には、画像処理手順をその抽出対象の形状から大きく塊状図形抽出手順、面状図形抽出手順、および、線状図形抽出手順の3つに分け、それぞれの自動生成機能を実現した。手順生成の基本動作は、(1)サンプル図形に基づく大まかな抽出手順の選択、(2)大まかな手順に基づく具体的手順の探索、および、(3)具体的手順の評価、からなる。とくに(2)では、探索を現実的な時間で行うために、手順の各部に期待画像とよぶ一種の中間目標とその目標への近さを評価するための尺度を用意した。人口図形を用いた実験では、いずれの手順生成機能も良好な結果を示した。また、実際の3次元CT像を用いた実験でも、自動生成された手順によって少なくともサンプル図形に対応する部分を良好に抽出できることが確認された。今後は、上記の機能を構成要素とする3次元画像処理エキスパートシステムの構築を目指す。そのなかで、サンプル図形が多数例示された場合の処理方法、負のサンプル(抽出して欲しくない特徴)が例示された場合の処理方法、システム全体の制御方法などを検討して行く予定である。
膳(かしわでの)臣流高槁氏を中心とした全国高槁氏の系譜に関する歴史民俗学的研究

4年程前からの本研究が、本年度は科研費の下附により、飛躍的かつ濃密度に発展深化を見ることができた。また藤ノ木古墳本発掘の進展は、膳氏が有力被葬者の一に挙げられたことで、膳氏後裔高槁氏の解明に大きな刺激が与えられた。新たな知見・成果と、今後の課題・研究計画としては、1.膳臣流高槁氏の中世菩提寺と考えられる慈光寺(岡崎市青野)の移動状況がより明確化した。当時の過去帳や記録等は絶望的であるが、今後墓の所在や青野在住の証拠史料の発見を、また青野より一色佐久島への移動を示す文献史料の発見を期したい。2.青野隣接地区で、慈光寺壇家の岡崎市野畑町高槁三四郎家(近江源氏佐々木氏流)の系図により、先年発表の中之郷町高槁輝彦家の系図考証が進展し、両家の同族関係が明確化すると共に、慈光寺を媒介として、膳臣流高槁氏と佐々木氏流高槁氏が有縁でありそうな点が発見できた。3.膳臣流高槁氏の遠州曳馬城よりの落住先、豊川市牛久保での高槁家への養子榊原氏の出自については、幡豆以外不明確。榊原氏の祖が仁木義長だとすれば、大蔵氏流高槁氏(漢の高祖後裔)との筑紫三検断以来の縁で、大蔵氏流と膳臣流の関係が密であろうと推測され得る。4.藤々木地名は膳氏居住と関係がありそうだ。青野郷(岡崎市)の藤ノ木四地名、富山市藤木(ふじのき)と膳臣傾子(藤ノ木古墳被葬者候補)派遣。5.丸に横木瓜家紋が膳臣流高槁氏。笠に根笹紋が、東海地方高槁氏に多く、大蔵氏流らしい。(根拠:浜松の故高槁晴幸氏史料)。後者は、今後の課題。6.中国雲南省高槁村へ赴き、漢民族の命名が判明。高祖陵も実地見聞(私費)。7.漢の高祖に因を持つ筑紫の高祖山(天孫降臨の日向)、高祖城(城主大蔵氏流原田氏)、高祖神社と神武天皇(=孝元天皇説)、孝元天皇後裔膳臣流高槁氏と天武天皇(高祖に擬す)等課題4年程前からの本研究が、本年度は科研費の下附により、飛躍的かつ濃密度に発展深化を見ることができた。後者は、今後の課題。7.漢の高祖に因を持つ筑紫の高祖山(天孫降臨の日向)、高祖城(城主大蔵氏流原田氏)、高祖神社と神武天皇(=孝元天皇説)、孝元天皇後裔膳臣流高槁氏と天武天皇(高祖に擬す)等課題
10ギガパスカル級高圧NMR法を用いた圧力誘起量子物性の探究

圧力は、強相関電子系である遷移金属酸化物の物性を研究する上で、重要な外部パラメーターである。また、物性発現機構を研究する上で、核磁気共鳴(NMR)法は有効な測定手段であることはよく知られている。しかし、高圧下でのNMR実験においてこれまで汎用的に用いられてきたピストンシリンダー型圧力セルは、約3.5GPaまでの圧力しか発生できず、それ以上の圧力下でのNMR測定のためには新たな実験技術の開発が望まれていた。最近、我々の研究グループは、改良型ブリッジマンアンビルセルを用いて、室温で約10GPa、低温で約8GPaの超高圧下でのNMR実験に成功した。本研究では、このブリッジマンアンビルセルを用いた10GPa級高圧下NMR実験技術を確立し、遷移金属酸化物における新奇な高圧物性の探究を目指した研究を行った。前年度に引き続き、バナジウム酸化物で初めて発見された圧力誘起超伝導などの高圧物性が注目されている擬一次元導体β-Na_<0.33>V_2O_5に対して、ブリッジマンアンビルセルを用いた高圧下NMR実験を継続するとともに、ピストンシリンダー型圧力セルを用いて精密なNMR測定を約2GPaまで実施し、この系の温度圧力相図をより詳細に調べた。さらに、電荷秩序を伴った金属絶縁体転移を起こすことが知られているホーランダイト型バナジウム酸化物K_2V_8O_<16>を取り上げた。圧力下でのナイトシフトと核スピン格子緩和率の測定から、圧力によって金属絶縁体転移を抑制すると、新たな電子相が出現することを明らかにした。強相関電子系の物性研究において、圧力は重要な外部パラメーターである。物性発現機構の解明に有効な手段である高圧下NMR実験は、従来、主にピストンシリンダー型の圧力セルを用いて行われて来たが、その圧力限界は約3.5GPaであった。本研究では、この圧力限界をはるかに超す改良型ブリッジマンアンビルセルを用いた10GPa級の超高圧下NMR実験技術を確立し、さらに、遷移金属酸化物における新奇な高圧物性の探究を行うことを目的とした研究を進めた。本年度は、これまでに開発したブリッジマンアンビル高圧セルを用いて、擬一次元導体β-Na_<0.33>V_2O_5の高圧下NMR実験を行った。この系はバナジウム酸化物として初めて超伝導が発見され、その発現機構に興味が持たれている。この系の物性を理解する上では、圧力温度相図を決定し、各相の磁気的、電子的性質を明らかにすることが重要である。単結晶試料を用いたNMRスペクトルと核スピン・スピン格子緩和率の測定から、約2GPaまでは、反強磁性転移温度は緩やかに上昇し、その後、圧力を加えるとともに減少することを見出した。さらに、この反強磁性相は約7GPaまで存在し、超伝導相と隣接していることが初めて明らかになった。また、Naの秩序無秩序転移は、圧力とともに緩やかに減少し、9GPaまで存在することを見出した。このNaの秩序無秩序転移に伴ってどのようなNa原子の運動によるのかを理解するために、常圧下のNa核の核スピン・格子緩和率の測定から、最近接Naサイト間のホッピング運動が重要であることを明らかにした。
寄生蜂とマメゾウムシ２種の記憶と学習を介した３者系個体群動態：神経行動学との連携

寄生蜂ゾウムシコガネコバチと宿主アズキゾウムシとヨツモンマメゾウムによる3種累代実験系を構築し、個体数動態を調べた。豆はアズキとブラックアイを組み合わせて捕食圧を調整した。この寄生蜂は頻度依存的捕食を発揮し、豆内の幼虫・蛹の密度に依存して選好性を切り変える。蜂の導入により、最大で118週まで3者の共存持続が維持され、そこでは2種の宿主の交代振動が現れていた。学習実験では雌蜂が条件づけされた宿主の匂いに惹かれて多く寄生していた。多い宿主種に選好性を高め、少ない宿主種が寄生を免れることで、3種の共存持続性が高く維持されていた。ゾウムシコガネコバチは、豆内に潜む宿主マメゾウムシ2種の匂いを豆表面から知覚し、その匂い学習で、選好性を高めている。今回は、2種類の豆(種皮の薄いブラックアイと種皮の厚いアズキ、前者は豆内の宿主は攻撃しやすいが、後者は攻撃を受けにくいので避難場所となる)を用いで3者実験系を設定した。この寄生蜂は羽化して宿主を探しに行くとき、個体数頻度の多い種(匂いのカイロモンが高濃度)を寄生するという頻度依存捕食を介することで、宿主2種に交代振動が発生し、3種の系が長期に共存することが分かった。この時系列を解析したところ、数理統計モデルでも1975年にMurdoch and Oaten(1975)の理論モデルが出て、40年間近く検証がなされなかったテーマであったが、嶋田と石井の論文が世界で初めて検証に成功した。また、ゾウムシコガネコバチは、寄生マメ表面の宿主の匂いをカイロモンとして利用・学習して、産卵を経験した宿主に対する選好性を増加させることで効率的な寄主探索を実現していると考えられる。本年度は、この作業仮説を検証するために、産卵学習に関与するカイロモンを特定するべく、2種マメゾウムシ由来の化学成分をGC/MSで同定し、これらの化学成分に対する触角電図を測定することを試みた。その結果、寄生マメ表面の匂いは、マメ内部にいる幼虫やその排泄物のものではなく、2種マメゾウムシの雌成虫が残した足跡の成分に由来することが分かった。各種マメゾウムシに特異的な成分を探索したところ、炭化水素の組成に違いが見つかった。これらのことから、寄生蜂に作用する宿主由来のカイロモンは、接触性化学刺激物質として知られる炭化水素である可能性が高いと考えられた。触角電図測定装置を用いて、低揮発性の炭化水素に対する触角応答の測定を試みたが、技術的な問題のためか、満足できるレベルの応答を得るには至らなかった。宿主2種のマメゾウムシ類(アズキゾウムシ、ヨツモンマメゾウムシ)と捕食者の寄生蜂ゾウムシコガネコバチ(ja系統)からなる3者実験系の動態を調べた。寄生蜂の匂い学習によって2種の宿主に対して頻度依存的に捕食圧がかかり、2種の宿主の個体数が交代振動が発生する過程を解析した。平成25年度は、匂い学習ができないゾウムシコガネコバチ同胞種ka系統(染色体数の差異でja系統とは生殖隔離)を使って、ゾウムシコガネコバチ3者系と同じ構成の累代実験系の動態を観測した。豆の総量を10gにそろえ、豆の比率をアズキとブラックアイでAZ10:BL0、AZ8:BL2、AZ5:BL5、AZ2:BL8、AZ0:BL10に設定した。ブラックアイは種皮が薄く、中の幼虫・蛹は一網打尽で寄生される。アズキは種皮が固く、寄生されにくく幼虫や蛹は避難場所になる。その結果、アズキ比が高いと寄生蜂が増えられず、アズキゾウムシが早々と消滅した。AZ5:BL5の繰り返し1つ、AZ2:BL8の繰り返し1つで、長い3種の共存が見られた。これをもとに、apparent competition(見かけの競争)とapparent mutualism(見かけの相利共生)の考察をした。この成果は第61回日本生態学会(広島)、第58回日本応用動物昆虫学会(高知)で発表した。さらに、寄生蜂の産卵学習に関与するカイロモンを特定するために、宿主2種の成虫・幼虫および食入豆から出る匂い成分をヘキサンで抽出してGC/MS分析をおこない、各種特有の匂い成分に着目してカイロモン候補物質を探索した。宿主2種の匂い成分は主に炭化水素で構成されており、宿主間で炭化水素の組成比が異なっていた。カイロモン候補物質として、ヨツモンまたはアズキゾウに特異的に存在する8つの長鎖炭化水素が見つかった。このうちメチル側鎖のある7つの炭化水素は純品の購入が不可能なために化学合成を試みた。現在までに7つのうち主要な3つの炭化水素の合成に成功した。