hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
手術室環境を占有しない手術支援小型マスタースレーブロボットシステムの開発

我々はこれまでに能動鉗子を用いたマスタスレーブ型小型手術ロボットシステムを開発した.このシステムは手術空間を占有しないことを目的とし,能動鉗子,マニピュレータを小型化し,駆動系を含めて腹壁近くに配置するシステムとなっている.これらは多自由度ポジショナによって支持され,手術に適した位置と姿勢で固定される.ポジショナは4つの球面ジョイントを持つ多関節アームで,静止時は機械的にロックされ,位置決めを行う際には圧縮空気の注入によりロックがはずされフリーになる.これらのパッシブな機構により,ロボットの位置決めを自由に行い,機械的ロックによって固定することが迅速なセッティング,安全性といった観点から必要であろう.また,手術時のロボットのセッティングにおいて,鉗子をトロカールに通して体腔内に挿入する際,組織を傷つけないよう注意しながらトロカール中心軸方向に鉗子を挿入しなければならない.この動きには鉗子を術部に正確に近づけること,内視鏡を適確に術部に向けること,鉗子や内視鏡の挿入のための大きな動きを迅速に行うことが要求される.しかし,現在用いているポジショナを使って鉗子を挿入する場合,可動範囲の狭さ,自由度の制約,鉗子軸方向に生じる振れから挿入時に臓器を傷つける可能性があること,細かな位置決めが容易でないことといった問題点を有している.このことから,能動鉗子のためのトロカール中心軸方向1自由度の位置決め機構が必要であろう.さらに,操作性に注目した場合,鉗子挿入の際は大きく動き,腹腔内では鉗子先端の微調整ができる機構が適している.したがって,このような能動鉗子のための1自由度位置決め機構としては粗動・細動の切り替えが簡単に出来ることが望ましい.本研究では,アクチュエータを用いずに粗動・細動の切り替えが可能なハイブリッドポジショナを開発し,それを用いて能動鉗子の位置決めをすることで手術時の初期配置における時間の短縮と安全性の向上を目指す.これまで,ロボットは滅菌できなかったこと,潤滑油を必要とするなどの理由から,手術室環境に入ることは困難であった.一方,内視鏡下の手術は腹壁に開けた小さな穴から鉗子や内視鏡を挿入し,腹腔内で手術を行う手法で患者の早期回復,退院という大きな長所を持つが,術具の操作の困難さから術者には大きな負担を強いるものとなっている.このため,ロボットを導入した手術の必要性が重要視されてきている.動物実験や臨床実験を通して,ロボットは手術室環境に入るようになり,ロボット工学の応用として,手術支援ロボットの開発はその貢献度が大きく期待され始めている.平成14年度は,これまでの発想とは異なった観点から,アクチュエータを含めたロボットを腹壁上に配置する構造こと,マグネシウム合金による3次元形状設計を行うことにより,小型で剛性の高いロボットの開発を行った.この場合,特に滅菌性が問題となりこれを高めることを目的とし,アクチュエータ部,鉗子部とこれを結合するユニットの3つが容易に取り外し可能な構造を開発した.また,リンク駆動の能動鉗子の開発による高剛性化を行った.これはスライドする3つのリンクによって鉗子先に3自由度を与えるもので,モータの出力を効率よく鉗子先部まで伝える構造となっている.特に,リンク構造の導入により,鉗子先端部が小さくなり強度が保てなくなる傾向があるため,三脚プラットフォーム構造を用いることで,強度の高い能動鉗子の開発を行った.この機構では可動部品の数を減らし,また,切削・組立を容易にする構造にすることで強度が維持される.我々はこれまでに能動鉗子を用いたマスタスレーブ型小型手術ロボットシステムを開発した.このシステムは手術空間を占有しないことを目的とし,能動鉗子,マニピュレータを小型化し,駆動系を含めて腹壁近くに配置するシステムとなっている.これらは多自由度ポジショナによって支持され,手術に適した位置と姿勢で固定される.ポジショナは4つの球面ジョイントを持つ多関節アームで,静止時は機械的にロックされ,位置決めを行う際には圧縮空気の注入によりロックがはずされフリーになる.これらのパッシブな機構により,ロボットの位置決めを自由に行い,機械的ロックによって固定することが迅速なセッティング,安全性といった観点から必要であろう.また,手術時のロボットのセッティングにおいて,鉗子をトロカールに通して体腔内に挿入する際,組織を傷つけないよう注意しながらトロカール中心軸方向に鉗子を挿入しなければならない.この動きには鉗子を術部に正確に近づけること,内視鏡を適確に術部に向けること,鉗子や内視鏡の挿入のための大きな動きを迅速に行うことが要求される.しかし,現在用いているポジショナを使って鉗子を挿入する場合,可動範囲の狭さ,自由度の制約,鉗子軸方向に生じる振れから挿入時に臓器を傷つける可能性があること,細かな位置決めが容易でないことといった問題点を有している.このことから,能動鉗子のためのトロカール中心軸方向1自由度の位置決め機構が必要であろう.さらに,操作性に注目した場合,鉗子挿入の際は大きく動き,腹腔内では鉗子先端の微調整ができる機構が適している.

したがって,このような能動鉗子のための1自由度位置決め機構としては粗動・細動の切り替えが簡単に出来ることが望ましい.本研究では,アクチュエータを用いずに粗動・細動の切り替えが可能なハイブリッドポジショナを開発し,それを用いて能動鉗子の位置決めをすることで手術時の初期配置における時間の短縮と安全性の向上を目指す.
日本の貢献を踏まえた中東・北アフリカ地域の都市計画史-「イスラム都市」論を越えて

本研究では、「イスラム都市」論批判の論点を現代の都市生活に求め、日本を含む国際協力に基づき実施されてきた都市計画の歴史を評価・解明することを目的としている。本年度は、「イスラム都市」論に基づくフランス植民都市計画の事例として、まず、アルジェリアの首都アルジェを対象に、その都市計画史の概要を明らかにした。旧市街は、ローマ時代のグリッド状街路に起源を持ち、その後オスマン帝国の軍港として城塞として整備された。いわゆる伝統的なアラブの住宅といえる。新市街は、当初は旧市街の内部を強制収用・開発することによって広場や道路を創出したが、後に新市街地を拡張し、そこでアールデコなどのフランス建築を実現した。一方、これを批判したル・コルビュジエはアルジェの旧市街やガルダイヤの集落の調査を行い、歴史的空間との調和を目指した計画論を提案したが、その姿勢にはオリエンタリズムの影響が見られ、「イスラム都市」論につながる危険も孕んでいた。独立期に入ると、CIAMアルジェのメンバーがスラム調査を行いCIAMで発表する中で、より現実的な都市計画を創出していた。その一人であった日本の番匠谷堯二は、「トタンバラック移転用の住宅」を代表とする業績を残した。これは中庭式住宅の基本を踏まえながらも、廉価で、また進化型住宅としての可変性を備えた住宅計画であった。「全ての都市は植民都市である」というテーゼを検証しながら、建築・都市の計画のレベルで植民地主義やオリエンタリズム、そして「イスラム都市」論を考察することの課題を得た。付随して、番匠谷らを含めたメンバーが、アルジェ以前において、仏語圏での業務を通じて構想していた「進化型住宅」の概要を明らかにした。目的に対して所定の成果を得たと判断し、おおむね順調に進展していると報告する。本年度の成果を踏まえ、アルジェにおける計画史研究を推進する。続いてシリアの事例研究に着手する。
プリン作動性化学伝達による非アルコール性脂肪肝炎（NASH）発症制御機構の解明

神経内分泌細胞において、小胞型ヌクレオチドトランスポーター(VNUT)を介して分泌小胞内に取り込まれたATPは、ホルモンと同様の制御を受け細胞外に分泌され、プリン作動性化学伝達を惹起する。本研究ではVNUT欠損マウスを用いて、肝臓での小胞分泌を介したプリン作動性化学伝達が非アルコール性脂肪肝炎(NASH)発症過程で果たす役割を明らかにし、VNUT阻害薬であるclodronateのNASH治療薬としての蓋然性を検証する。栄養環境の変化により起動されるプリン作動性化学伝達が炎症を惹起するメカニズムを明らかにし、NASH治療薬の創薬へ向けた新たな分子基盤を確立する。
幾何学的形状異方性に着目した新しい液晶分子の傾向制御法に関する基礎的研究

液晶電子表示素子の製作においては棒状の液晶分子の配向方向を積極的に制御する技術が重要な役割を果たしている。従来から実用されているTwisted NematicやSuper Twisted Nematic液晶素子では、液晶分子をガラス基板に平行かつ一方向に均一に並べる平行配向(Homogeneous配向)処理が必要不可欠となっており、この液晶分子の配向機構としては物理化学的な相互作用と弾性的な相互作用の両者により決定されると考えられている。前者は液晶分子をガラス表面に平行あるいは垂直に配向させる場合に優先的な働きをし、後者は補助的な働き、即ち、平行配向の場合、分子の配向方向を決定する。これらをもとにこれまで著者は、摩擦した固体表面に垂直配向処理することにより液晶分子が垂直方向より僅かに傾いた液晶の分子配向が簡便に得られ、下地層の材料及びラビング条件により液晶分子のチルト角を制御できることが確認された。この結果に基づき、基板表面のラビングによる傾斜垂直配向法、THR法(Tilted Homeotropic Alignment Using the Rubbing Method)を新たに提案し、さらに、実際にポジタイプのゲスト・ホスト型セルを作成し、本法の有用性を示した。傾斜垂直配向技術は最近特に重要になってきている。これはこの配向がポジタイプのゲスト・ホスト型セルのみならずSuper Homeotropic LCDとVertically Aligned Nematic LCDの名前で提案されている高マルチプレックス電界制御型複屈折性液晶セルに必要になるためである。ここで提案したTHR法は僅かに傾斜した垂直配向を得る際に斜め蒸着を使う必要がなく、大面積、大量生産の製造に適している。液晶は低電圧、低消費電力の特長を発揮して次世代の大画面、高精細フラット・パネル・ディスプレイとして最も可能性を秘めているキーデバイスである。これには液晶分子の配向制御が最も重要である。従来、実用化が期待される液晶デバイスの中には僅かに傾斜した垂直配向が使用されるものがあり、この配向を得るために斜め蒸着法が取られていた。しかし、この方法は大面積で均一な配向を得ることが困難であった。そこで、簡易にしかも確実に傾斜垂直配向を得る方法について検討するのが本研究の目的である。本研究において基板表面のラビングと液晶の分子配向へ与える影響及び関連性の詳細を検討した結果、申請者はラビングした固体表面に垂直配向処理を施すことにより液晶分子が垂直方向より僅かに傾斜することを見出すことができた。これを、基板表面の摩擦による傾斜垂直配向法、THR法(Tilted Homeotropic Alignment by Rubbing Method)と呼ぶ、また、電子ディスプレイに応用する際、パターニングされた透明電極面で生じる表面凹凸の影響を検討しなければならない。これには種々微細パターンをマスクアライメントと配向剤スピンナにより模擬して液晶の配向性を検討した。その結果、Sio等の被膜による平坦化処理が有効であることを見いだした。また、コノスコープ像の働き、及び液晶に色素を添加しその吸収異方性を利用したゲスト・ホスト法の両者を併用し総合的に各実験条件下での液晶分子の配向を調べた結果、液晶分子の傾斜角度を十度程度まで制御できることが明らかになった。

これらをもとにこれまで著者は、摩擦した固体表面に垂直配向処理することにより液晶分子が垂直方向より僅かに傾いた液晶の分子配向が簡便に得られ、下地層の材料及びラビング条件により液晶分子のチルト角を制御できることが確認された。この結果に基づき、基板表面のラビングによる傾斜垂直配向法、THR法(Tilted Homeotropic Alignmement Using the RubbingMethod)を新たに提案し、さらに、実際にポジタイプのゲスト・ホスト型セルを作成し、本法の有用性を示した。傾斜垂直配向技術は最近特に重要になってきている。これはこの配向がポジタイプのゲスト・ホスト型セルのみならずSuper Homeotropic LCDとVertically Aligned Nematic LCDの名前で提案されている高マルチプレックス電界制御型複屈折性液晶セルに必要になるためである。ここで提案したTHR法は僅かに傾斜した垂直配向を得る際に斜め蒸着を使う必要がなく、大面積、大量生産の製造に適している。
細胞傷害保護におけるプリン動態の関与

1.ヒト分離単球におけるTNF-α産生およびNF-κBの核内移行に対するプリン系化合物の効果ヒト単球を分離し、エンドトキシン(LPS)刺激によるTNF-α産生をELISA法を用いて測定した。細胞質および核内のNF-κBのサブユニットであるp65のポリクローナル抗体を用い、ウェスタンブロット法で測定した。アデノシン、YT-146(A2受容体アゴニスト)、およびcAMPの存在下で、TNF-α産生は抑制され、P65の核内移行が抑制された。よって、A2受容体刺激に伴う細胞内cAMP濃度の上昇作用により、NF-κBの核内移行が制御され、TNF-α産生が抑制される可能性が示された。2.肝虚血再灌流障害におけるプリン系化合物の効果ウィスター系雄性ラットを用い、肝の中葉と左葉を60分間虚血にし、再灌流後、経時的に血清トランスアミナーゼ活性、肝組織血流量を測定した。肝組織中のTNF-α濃度をELISA法を用いて測定した。さらに、摘出肝における、細胞質および核内のp65を上記と同様の方法で測定した。アデノシン、YT-146(A2受容体アゴニスト)、およびcAMPの投与により、TNF-α産生は抑制され、p65の核内移行が抑制された。よって、A2受容体刺激に伴う肝cAMP濃度の上昇作用により、NF-κBの核内移行が制御され、肝組織でのTNF-α産生が抑制される可能性が示された。1.培養血管内皮細胞の傷害時におけるプリン系化合物の細胞外代謝ウィスター系雄性ラットの類洞内皮細胞を分離して初代培養を行い、リポポリサッカライド(100ng/ml)を加え、5'-nucleotidase活性を亢進させた。24時間後、培養上清中に定量のetheno-AMPを加え、5'-nucleotidaseにより代謝された液中のetheno-アデノシンを高速液体クロマトグラフィーで分離し、その濃度を蛍光分光光度計で測定して、5'-nucleotidase活性の指標とした。虚血再灌流性臓器障害の発生に重要な役割を担っている好中球エラスターゼを加え、内皮細胞を傷害するとetheno-アデノシンへの代謝は有意に低下したが、この低下は好中球エラスターゼの阻害剤であるONO-5046投与で抑制された。2.肝虚血再灌流障害におけるプリン系化合物の細胞内代謝ウィスター系雄性ラットを用い、肝の中葉と左葉を60分間虚血にした。再灌流後、肝アデノシン濃度は一過性に上昇したのち、急速に低下した。肝ATP濃度は、虚血により著明に低下し、再灌流後も回復しなかった。ONO-5046を前投与しておくと、再灌流後の肝アデノシン濃度の上昇には影響を与えなかったが、その後の肝アデノシン濃度の低下が有意に抑制され、肝アデノシン濃度の高値が持続した。肝ATP濃度は、再灌流後有意に上昇した。これらの結果から、肝虚血再灌流によって活性化された好中球からエラスターゼが放出され、類洞内皮細胞上の5'-nucleotidaseを傷害し、アデノシン産生が低下して、肝細胞内のATP再合成が減少することで、肝傷害が発生する可能性が示唆された。
天の川銀河における星・惑星系の誕生

重点領域の領域申請の準備を以下のように進め、平成9年度発足重点領域として『星の誕生』の申請を行った。●『星の誕生』大研究会の企画・開催(平成7年12月13日-14日、国立天文台)主催者として企画・運営に当たった。申請する重点領域研究『星の誕生』による研究のねらい・展望が語られ、また現在までの研究の到達点が示された。特に中堅から若手の研究者を中心に約100名が出席した。印刷費により研究会集録を作成した。●その他の研究会における準備活動『銀河形式』研究会(平成7年7月21日-23日、京大基研)星の誕生の研究の現状に関するレビューを行うとともに、銀河形式研究の現状と今後の展望、その中における星の誕生の研究の役割などについて、関連研究者と意見を交換した。重点領域研究『星間物質との進化』まとめシンポジウム(平成7年8月30日-9月1日、富山県民会館)本申請の新しい重点領域も含めた今後の新たな研究の発展の方向と具体的方法について議論した。「IRISが拓く天文学」シンポジウム(平成8年1月29日-30日、宇宙研)星および惑星系の誕生の研究の現状に関するレビューを行うとともに、設計が進められている赤外線観測衛星IRISを用いた研究の展望について関連研究者と意見を交換した。●研究連絡『星の誕生』大研究会翌日の平成7年12月15日に、領域申請準備会議を国立天文台にて行い、重点領域の具体的内容についての詰めを行った。15名参加。その他、多数の電話や電子メールにより、重点領域の具体的内容についての連絡および議論を繰り返した。●平成9年度発足重点領域『星の誕生』の申請上記の準備を踏まえて申請書を作成し印刷費により印刷して、平成8年2月16日に文部省研究助成果に提出した。なお、残部は関連研究者に配布した。15名参加。
病理診断における多剤耐性遺伝子発現の客観的評価モデルの樹立と解析

病理材料におけるMDR1遺伝子発現を定量して薬剤感受性を予見することは診断上重要な課題である。本研究は、ヒト腫瘍担癌実験動物モデルを作成し、短期間に病理材料から薬剤耐性を正確に判定する方法を確立することを目的とした。腫瘍手術切除材料103例およびヒト腫瘍ヌードマウス移植Xenograft34株を対象とした。Xenograftをヌードマウス皮下に移植し臨床治療相当量の抗癌剤を投与し化学療法を施し14日後のT/C値からXenograftの抗癌剤感受性を判定した。Xenograft34株中30株はVORに対して薬剤耐性を示し、そのうちの24株がDOXに対して交差耐性を呈し、多剤耐性と判定された。腫瘍手術材料103例中93例でMDR1遺伝子の発現が認められ、また、多剤耐性を示したXenograft24株中13株でMDR1遺伝子の発現が認められたが、発現レベルはXenograftによって多様であり、またin vitroで耐性を示すKB8-5株より低レベルであった。以上より、in vivoでも一部の腫瘍において、MDR1遺伝子の発現の有無が腫瘍の自然多剤耐性現象に関連している可能性が示唆された。また、腫瘍XenograftにおけるMDR1遺伝子の発現レベルはin vitro培養株に比して低く、in vivoにおいては正常より数倍レベルのMDR1遺伝子の発現で抗癌剤に対して交差耐性を生じることが示唆された。一方、多剤耐性Xenograft株24株中11株ではMDR1遺伝子の発現は認められず、多剤耐性現象にはMDR1遺伝子の過剰発現以外の機序の関与が示唆される。本研究で確立したin vivo抗癌剤治療実験モデルは、今後、多剤耐性のin vivoにおける獲得機序を解明するのに有用である。本研究は抗癌剤感受性とMDRI遺伝子の発現が明かなヒト腫瘍を担癌した実験動物モデルを作製し、臨床において結果を得るのに数年を要する課題を短期間に解明し、病理材料から薬剤耐性を正確にかつ、鋭敏に検出する病理診断法を確立することを目的としている。本年度はヒト腫瘍ヌ-ドマウス移植株47株についてin vivo化学療法実験を行い抗癌剤に対する感受性を検討した。多剤耐性をしめす33株におけるMDRI遺伝子発現およびP糖蛋白の産生を解析した。高感度のRTーPCR法を用いることによって、21株においてMDRI遺伝子の発現を同定した。また、21株中8株においては抗P糖蛋白モノクロ-ナル抗体C219を用いた免疫染色によってP糖蛋白が腫瘍細胞上で確認された。in vivoにおける腫瘍の多剤耐性現象においてもP糖蛋白が関与している事が示唆された(阿部良行、他、1991)。この結果よりヒト腫瘍ヌ-ドマウス移植系がMDR1遺伝子の発現を指標とした、腫瘍の多剤耐性診断法の開発モデルとなりうることが明らかになった。また、固形腫瘍臨床材料についても免疫組織化学的にP糖蛋白の発現を検討した。特に、大腸癌材料では、高率(68%)にP糖蛋白陽性像が認められた。またその局在様式は3型(膜型、顆粒型、混合型)に大別された(里悌子、他、1991)。MDRI遺伝子の発現と腫瘍の薬剤耐性との関連について、特に臨床材料への応用については今後の研究に待つところが多い。また、今後は開発されたモデルを利用しMDR1遺伝子の異常をさらに効率よく同定するためにRTーPCR法、免疫染色法の改良が必要と考えられる。病理材料において多剤耐性MDR1遺伝子発現を定量して薬剤感受性を予見することは診断上重要な課題である。しかし、治療実験を臨床例について行うことは困難なため手術材料におけるMDR1遺伝子発現が薬剤感受性にどのように関連するかは不明の点が多い。

本研究は、ヒト腫瘍担癌実験動物モデルを作成し、短期間の内に、病理材料から薬剤耐性を正確に判定する方法を確立することを目的としている。本年度は、ヒト腫瘍ヌードマウス移植Xenograft株を用いin vivoにおける抗癌剤治療とそれによる抗癌剤耐性とMDR1遺伝子発現との関連を解析した。Xenograft(KB3-1)をヌードマウス皮下に移植し臨床治療相当量の抗癌剤を投与しinvivoにおいて化学療法を施し経時的にに腫瘍材料を採取しMDR1遺伝子発現およびT/C値(Xenograftの抗癌剤感受性)を検討した。治療後のXenograf/(KB3-1R)はVCRに対して薬剤耐性を示し、また、DOXに対しても交差耐性を呈し、多剤耐性と判定された。これらの腫瘍材料についてRT-PCR法によってMDR1遺伝子の発現を検討したところ、KB3-1RではMDR1遺伝子の発現が認められた。発現レベルは経時的に変化し、またinvitroで耐性を示すKB8-5株より低レベルであった。以上の結果より、invivoでも腫瘍において、抗癌剤治療によって新たにMDR1遺伝子の発現が誘導され、腫瘍が多剤耐性となることが明らかにされた。本研究で確立したinvivo抗癌剤治療実験モデルは、今後、多剤耐性のinvivoにおける獲得機序を解明するのに有用である。また、実際の抗癌剤耐性現象は、invitro培養細胞株で知られていたMDR1遺伝子の増幅を伴うものではなく、低レベルのMDR1遺伝子発現の耐性への関与を明らかにすることが重要と思われる。
血小板活性化因子による肺高血圧に対するNO吸入と代謝に関する研究

平成6年度に犬分離肺循環回路を用い、血小板活性化因子(PAF)による安定した肺高血圧モデルを作成した。本研究では、PAFによる肺高血圧状態に対するNO吸入の効果について検討するとともに、内皮由来弛緩因子(EDRF)を阻害した状態でのPAF誘導性肺高血圧に対するNO吸入の効果と比較検討した。【方法】一頭の犬(recipient犬)を笑気-halothane麻酔下に左開胸し、上葉および心臓葉を切除後、左肺下葉(LLL)にチューブを挿入して右肺との分離換気を行った。LLL肺動脈に灌流用および圧測定用のカテーテルを留置し、笑気-halothane麻酔下の別の犬(donor犬)の大腿静脈血をポンプを用いて一定流量でLLL肺動脈に送血し、LLL肺静脈からdonor犬の外頸静脈に返血した。実験系が安定した後にPAF0.1-0.3μg/kg/minを送血回路から持続投与し、実験的肺血圧状態を作成した。肺動脈圧が安定した後にNOを5,10,20,40ppmでLLLに吸入し、肺動脈圧および血液ガス値の変化を観察した。さらにEDRF合成阻害薬(L-NNA)を前処置した状態でPAFを投与し、L-NNA非前処置状態と同程度にまで肺動脈圧を増加させ、同様の検討を行った。【結果】PAFにより増加した肺動脈圧はNOにより有意に減少したが、吸入NO濃度に依存性は認められなかった。今回の実験ではPAFにより血液ガス値に変化は認められず、NO吸入でも血液ガス値は変化しなかった。L-NNA前処置によりPAFの投与量は約1/10に有意に減少し、NOによる肺動脈圧の減少はL-NNA非前処置状態と比較して有意に大きかった。【まとめ】PAF誘導性肺高血圧に対しNO吸入は有効であり、PAFによる肺高血圧状態にはEDRFが抑制的に作用している可能性がある。
大洋間結合の視点から西太平洋気候と熱帯低気圧活動の十年変動プロセスに新知見を創出

本研究課題では、気候モデルのペースメーカー実験と熱帯低気圧活動の巧みな検出手法という二つの特色ある技術を融合することによって、西太平洋の大規模気候と同時に熱帯低気圧活動の十年変動プロセスの統合的理解を目指している。本年度は、熱帯低気圧活動に関するデータ作成のほか、大規模気候変動の物理解析を中心的におこない、関連成果を国内外で開催された学会や研究集会で発表したほか、一部を査読付き投稿論文として公表した。大規模気候解析については、各種ペースメーカー実験データと観測データに加えて、気候予測データも含めた比較検討をおこない、太平洋の大規模大気海洋変動に対して大洋を跨ぐようなインパクトやそれに関わる変動物理を探求した。特に、大西洋の季節から数年、十年規模気候変動に注目したインパクト解析では、変動物理がエルニーニョ現象に似て強い季節性を示すものと、気候トレンドに似て赤道上での明瞭な海盆コントラストを示すものに分離することができた。この成果は国際的な学会や研究集会で発表して、投稿論文としてまとめるべく議論を重ねた。また、その基盤となる観測事実として、過去の年代とはやや異なり近年に観測されてきた十年規模変動がそうした特徴をもつことを詳細なデータ解析から明らかにして、投稿論文にまとめて公表した。これらと並行して、その有用性を確認していた気候モデル出力から熱帯低気圧を捕捉する手法を活用して、各種ペースメーカー実験データに適用することにより、熱帯低気圧活動データセットを構築して次年度に解析すべきデータ整備を完了した。観測データに基づき、太平洋の低緯度域における十年規模変動のゆったりとした変調傾向について把握することができた。また、特に近年に観測される変動はペースメーカー実験が大西洋からの影響を示唆するものとよく似ている。この成果はペースメーカー実験を用いた大規模気候解析の基盤情報として位置づけられ、査読付き投稿論文として公表した。ペースメーカー実験の大規模気候解析では、いろいろな海域から太平洋へのインパクト解析を実施してきた。なかでも、大西洋からのインパクトとして、変動物理がエルニーニョ現象に似て強い季節性を示すものとともに、気候トレンドに似て赤道上での明瞭な海盆コントラストを示すものをとらえた。この成果は熱帯低気圧活動の解析に指針を与えるものであり、これに関する投稿論文を準備中である。大規模気候の変動解析の観点からは、現在までの進捗は概ね順調である。熱帯低気圧活動をとらえる手法のペースメーカー実験結果に対する有用性については確認していいたので、これを適用して熱帯低気圧活動データセットの構築を完了した。これらに対する初期的な検証解析では、インド洋や大西洋から西太平洋の熱帯低気圧活動に対するインパクトの存在をとらえた。しかし、十年平均場や十年トレンドを題材としてそのデータセットに対するインパクト解析の詳細にはあまり踏み込むことができていない。この点において、進捗にはやや遅れがみられる。これまでの大規模気候解析の成果に基づき、大西洋からのインパクトにまつわる変動について特に注力することが熱帯低気圧活動の効果的な解析のひとつであると考えられる。ペースメーカー実験の大規模気候解析では、いろいろな海域からのインパクトを議論してきたが、最も明瞭であった大西洋からのインパクトを中心にしながら投稿論文にまとめる。数年から十年の時間スケールの変動物理について、相対的に取り組みが進んでいる他の時間スケールの変動物理と比較検討しながらまとめていく。この時、太平洋の大規模大気海洋変動のなかでも、熱帯低気圧活動に特に深く関わると期待される西太平洋にも注意をはらう。また、変動の時間スケールを勘案すれば海洋が大きな役割を果たすことは間違いないだろうが、大気海洋変動としての包括的な理解のために大気変動にも注意をはらう。大規模気候解析の結果に基づいて、大西洋からのインパクトに特に注力しながら熱帯低気圧変動に関する解析を実施する。特に、インパクト解析ではその物理的解釈を目指して、季節によるばらつきやアンサンブルメンバーによるばらつき、また空間分布など多様な切り口で把握を試みる。こうして得られた西太平洋気候と熱帯低気圧活動それぞれで捕捉したインパクトやそれにまつわる物理プロセスの知見を突き合わせて、大規模な大気海洋変動のどのような変化が熱帯低気圧活動の変化につながっていくか、大洋間結合の視点からの統合的プロセス理解を目指していく。成果は、国内外の学会や研究集会などで発表するとともに投稿論文にまとめる。初年度は、大規模気候と熱帯低気圧活動のそれぞれにおいてインパクト解析をおこない、国内外の学会や研究集会などで成果公表した。大規模気候解析については、各種ペースメーカー実験データと観測データの比較検討をおこない、熱帯太平洋の大規模大気海洋変動に対して大洋を跨ぐようなインパクトやその変動物理を探求した。特に、大西洋の数年規模気候変動に注目したインパクト解析をおこない物理的解釈を試みた。大西洋からの影響については、一般的に、経年もしくは十年から数十年といった他の時間スケールでの理解は進みつつあり数年規模はそのはざまにあたる。他の時間スケールとの比較検討をおこない、その変動物理は短い時間スケールと長い時間スケールの双方と部分的に共通する点があることを見つけた。これと並行して、気候モデル出力から熱帯低気圧を捕捉する手法について、各種ペースメーカー実験データに適用した結果を検証して、本研究課題遂行における有効性を確認した。検証解析ではインド洋や大西洋から西太平洋の熱帯低気圧活動に対するインパクトの存在をとらえた。

同時に、それら標準実験データと物理解釈を助けるために実施した派生実験データとの間にはインパクトの有無に違いを見つけ、今後の熱帯低気圧活動に対するインパクトの物理的解釈を試みる上でこれら派生実験データの有用性も確認した。大西洋での数年規模気候変動に焦点を絞り、太平洋の大規模大気海洋変動に対するインパクト解析と変動物理の解釈に到達した。大西洋数十年規模振動にまつわるような十年から数十年規模のインパクトにみられるように、ウォーカー循環の変化を伴う太平洋上の貿易風変化から赤道太平洋の気候場が影響を受けることに加えて、エルニーニョ現象程度の経年規模のインパクトにみられるように、亜熱帯太平洋の海上風変化もみられて、それら両方の変化が西太平洋を含む太平洋の広い範囲の気候変化に影響するようすをとらえた。ターゲットに据える時間スケールは、熱帯低気圧活動の長期的な変調を理解する上で重要な要素になりうることを示している。また、予備的に構築した熱帯低気圧活動データセットに対して、熱帯低気圧発生数の年々変動における統計的性質の観点から、本研究課題におけるデータの有用性を実証した。熱帯太平洋ではなくインド洋域の水温観測データのみを気候モデルに融合した場合でも、太平洋の熱帯低気圧活動の変化を現実的に再現できることは、インド洋からのリモートな影響の存在を示すものである。一方で、大西洋からの影響は全般的に不明瞭であったが、大西洋に卓越する中長期変動成分の影響を取り除いた仮想的な派生実験では、太平洋の熱帯低気圧活動にある程度の関連性がみられた。大西洋からのインパクトについて即座に物理プロセスを同定するのは容易でないが、派生実験も含めてとらえると、その理解には時間スケールの違いがひとつの鍵になるのかもしれない。これは大規模気候場に対する大西洋からのインパクト解析の結果にも通じるものであり興味深い。本研究課題では、気候モデルのペースメーカー実験と熱帯低気圧活動の巧みな検出手法という二つの特色ある技術を融合することによって、西太平洋の大規模気候と同時に熱帯低気圧活動の十年変動プロセスの統合的理解を目指している。本年度は、熱帯低気圧活動に関するデータ作成のほか、大規模気候変動の物理解析を中心的におこない、関連成果を国内外で開催された学会や研究集会で発表したほか、一部を査読付き投稿論文として公表した。大規模気候解析については、各種ペースメーカー実験データと観測データに加えて、気候予測データも含めた比較検討をおこない、太平洋の大規模大気海洋変動に対して大洋を跨ぐようなインパクトやそれに関わる変動物理を探求した。特に、大西洋の季節から数年、十年規模気候変動に注目したインパクト解析では、変動物理がエルニーニョ現象に似て強い季節性を示すものと、気候トレンドに似て赤道上での明瞭な海盆コントラストを示すものに分離することができた。この成果は国際的な学会や研究集会で発表して、投稿論文としてまとめるべく議論を重ねた。
運動による筋傷害の成因とその予防に対する栄養学的アプローチ

我々は、分離大豆蛋白質(SPI)食を与えたラットでは、カゼイン食を与えたラットに比べ急性運動による筋傷害や筋蛋白質の分解が軽度であり、かつトレッドミル走における運動能力が著しく亢進することを見いだした。これらの知見は、良質の蛋白質の摂取により運動後の筋傷害が予防できるという可能性を示唆した。そこで我々は、SPIとカゼインとの質の違い、即ち構成アミノ酸含有量の違いに注目し、運動による筋傷害の成因とその栄養学的な予防法を検討した。急性運動に伴い産生される活性酸素や活性化される蛋白質分解酵素(プロテアーゼ)が運動による筋傷害の成因として考えられる。(体重)x(走行距離)が80kg・mとなるように設定した中等度の運動負荷では筋肉内過酸化産物の量は変化しなかったが、血中creatinine phospokinaseと腓腹筋中カルパインの活性はともに上昇した。さらにSPIを摂取したラットの腓腹筋にはカルパインの内在性阻害ペプチドであるカルパスタチンがカゼイン食のそれより多く存在しているため、運動後のカルパインの活性化が認められなかった。これらの結果より、運動後の筋傷害にはカルパインが重要な働きをしていることと、SPI食は筋肉内のカルパスタチンの発現を高め運動によるカルパインの活性化を抑制していることが明らかになった。一方、SPIとカゼインの質の違いを特徴づけるものの一つにシスチン含有量が挙げられる。SPIはカゼインの約3倍のシスチンを含んでいる。そこでSPIと同じ含有量になるようにカゼイン食にシスチンを添加し、運動による筋傷害への効果を調べた。興味深いことにシスチン添加カゼイン食は運動後の筋傷害、運動能力や筋肉内のカルパインとカルパスタチンに対してSPI食とほぼ同様の効果を示した。以上の研究より、食餌中のシスチン含有量を変化させることにより急性運動後の筋傷害や筋蛋白質の分解を抑制できる可能性が示された。現在、なぜシスチンにこのような効果があるのかを培養細胞を用いて検討中であるが、シスチンを添加した細胞では蛋白質の分解系の抑制だけではなく合成系の亢進を示唆するデータも得られており、今後は転写因子の活性化も含め分子レベルでの作用について研究を進めていく予定である。
情報環境の構造転換にともなう世論の〈極性化〉―― その実態とプロセスの解明

本年度は、2019年7月の参議院選挙後に実施予定の、全国1869歳を対象とした質問紙調査(以下、本調査)に向けて、調査研究全体のフレームを策定し、調査票の素案を完成させた。その準備作業として、まず2018年5月に第1回の全体研究会を実施し、研究計画の大枠を協議し、当面の役割分担を確認した。あわせて、研究代表者がすでに2017年に実施済みのウェブ調査データを研究メンバー全体で共有して予備的分析を進めた。その分析結果の一部は、2018年9月の日本社会学会第91回大会で報告した(辻大介・齋藤僚介「ネット利用による意見・態度の〈分極化〉を検証する」)。同月、第2回の全体研究会をおこない、データ分析の基本フレームと統計解析手法(分位点回帰、一般化順序ロジット/プロビット・モデル、操作変数法による因果推定)の妥当性を確認するとともに、関連先行研究をもとに予備調査(ウェブ調査)に加えるべき設問案を検討し、予備調査の原案を策定した。その後、研究メンバーごとの役割分担に応じて、個々の設問をさらに詳細に検討したうえで、ウェブ調査票を完成し、11月に実査をおこなった(データクリーニング後の有効回答数は5181ケース)。このデータについて研究メンバー各自に分析を進め、本調査に向けた個々の設問案と分析フレームの妥当性を検討。2019年3月に開催した第3回の全体研究会のおいて、プレ調査の分析結果をもとに、本調査に向けて設問の取捨選択・修正検討をおこない、本調査用の質問紙原案(第1次草案)を策定するとともに、成果報告のための次年度の計画について議論した。また同月には、本調査の委託事業者を選定する公募型見積り合わせを実施。本調査の実査に向けてサンプリング方法などの具体的な準備作業を進めた。申請時よりも研究経費が減額されたため、民間研究助成に応募して減額分の補充を試みたが、残念ながら不採択であり、やむを得ず研究計画の一部変更を迫られたが(マスメディア、インターネット上の報道・記事の内容分析とテキスト解析作業の保留)、研究計画の中心をなす質問紙調査については、プレ調査(ウェブ調査)を実施することができ、そのデータ分析も含めて本調査の準備作業がおおむね順調に進んでいる。2019年度は、本調査の実施およびそのデータ分析と研究成果の公表に向けての準備作業が中心となる。本調査は、全国1869歳を対象とし、120地点の住民基本台帳をもとにして層化二段無作為抽出を行ない、訪問留置法により質問紙を配布・回収。有効回収数1200ケースを目標とする。2019年7月初旬までを目途として調査協力者の抽出・協力依頼を終え、7月下旬に実施が予定されている参議院選挙終了後、ただちに実査にとりかかる。質問紙調査票の原案はすでに作成済みであるが、参議院選挙で争点となる政策や公約に関する設問を含めるため、調査票最終版の確定は6月末までとする。実査の完了は、調査協力者への督促期間も含めて、9月中を予定している。本調査とあわせて、1011月には、別途採択済みの民間研究助成によるウェブ調査(2018年のプレ調査の対象者を追跡したパネル調査)をあわせて実施する。この第2波ウェブ調査からは、第1波とあわせて1年の期間をおいた縦断的調査データが得られるため、この間の個人内の変化と時間差を利用した因果推定が可能となる。また、無作為抽出による本調査と、重要な設問項目および属性変数を共通にしているため、それらを用いて補正(ウェイティング)をかけることで、より妥当性・信頼性の高い分析結果を得ることができる。研究成果の公表については、まず、昨年の第1波ウェブ調査データの分析を9月までに進め、その結果をもとに、10月の日本社会学会第92回大会において研究分担者・連携研究者とともに共同連携報告を行なう予定。その後、本調査および第2波ウェブ調査のデータクリーニングが終了次第、分析にとりかかり、専門書籍の公刊および学術誌等への投稿に向けた作業を進める。

2019年3月に開催した第3回の全体研究会のおいて、プレ調査の分析結果をもとに、本調査に向けて設問の取捨選択・修正検討をおこない、本調査用の質問紙原案(第1次草案)を策定するとともに、成果報告のための次年度の計画について議論した。また同月には、本調査の委託事業者を選定する公募型見積り合わせを実施。本調査の実査に向けてサンプリング方法などの具体的な準備作業を進めた。申請時よりも研究経費が減額されたため、民間研究助成に応募して減額分の補充を試みたが、残念ながら不採択であり、やむを得ず研究計画の一部変更を迫られたが(マスメディア、インターネット上の報道・記事の内容分析とテキスト解析作業の保留)、研究計画の中心をなす質問紙調査については、プレ調査(ウェブ調査)を実施することができ、そのデータ分析も含めて本調査の準備作業がおおむね順調に進んでいる。2019年度は、本調査の実施およびそのデータ分析と研究成果の公表に向けての準備作業が中心となる。本調査は、全国1869歳を対象とし、120地点の住民基本台帳をもとにして層化二段無作為抽出を行ない、訪問留置法により質問紙を配布・回収。有効回収数1200ケースを目標とする。2019年7月初旬までを目途として調査協力者の抽出・協力依頼を終え、7月下旬に実施が予定されている参議院選挙終了後、ただちに実査にとりかかる。質問紙調査票の原案はすでに作成済みであるが、参議院選挙で争点となる政策や公約に関する設問を含めるため、調査票最終版の確定は6月末までとする。実査の完了は、調査協力者への督促期間も含めて、9月中を予定している。本調査とあわせて、1011月には、別途採択済みの民間研究助成によるウェブ調査(2018年のプレ調査の対象者を追跡したパネル調査)をあわせて実施する。この第2波ウェブ調査からは、第1波とあわせて1年の期間をおいた縦断的調査データが得られるため、この間の個人内の変化と時間差を利用した因果推定が可能となる。また、無作為抽出による本調査と、重要な設問項目および属性変数を共通にしているため、それらを用いて補正(ウェイティング)をかけることで、より妥当性・信頼性の高い分析結果を得ることができる。研究成果の公表については、まず、昨年の第1波ウェブ調査データの分析を9月までに進め、その結果をもとに、10月の日本社会学会第92回大会において研究分担者・連携研究者とともに共同連携報告を行なう予定。その後、本調査および第2波ウェブ調査のデータクリーニングが終了次第、分析にとりかかり、専門書籍の公刊および学術誌等への投稿に向けた作業を進める。
異なる集団間のコミュニケーションが生み出す内部ダイナミクスの変化

本課題の目的は,シナプス可塑性によるネットワークダイナミクスの理解である.我々の脳は,コミュニケーションによる経験を経て時々刻々と変化する.それを支える神経基盤はシナプス可塑性だが,シングルシナプスレベルの研究と比べて,ネットワークレベルにおける可塑性の効果は未解明な点が多い.なぜなら,神経ネットワークを神経細胞の結合系とみたとき,可塑性によってシステム内の相互作用関係が時間と共に変化していくためである.このような結合力学系の解明には,従来の力学系理論や統計力学からの拡張が必要である.本年は,昨年度導入した可塑性を持つ振動子ネットワークモデルをベースに,Regular-spiking neuron等の電気生理学的特性がネットワーク可塑性に与える効果を調べた.結果,タイプ1ニューロンに多く見られるPRCのゼロ次モード(定数項)が大きな役割を持つことを発見した.これは位相振動子系における従来研究において,ゼロ次モードを無視できたことと大きな差である.実際に,このゼロ次モードの影響が大きくなるにつれて,均一な神経細胞集団の中からでも,自発的に同期したクラスタ群が階層構造を形成し,最終的には複数周期のヘテロな集団に転移することを発見した.この結果はシナプス可塑性に基づき,均一な集団からでも,振動周期が異なる集団への分化することが起こりえることを示している.さらにこの転移について解析を行った結果,複数リズム集団への転移点となるゼロ次モードの強度についても,見積もることができた.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。本課題の目的は,シナプス可塑性によるネットワークダイナミクスの理解である.我々の脳は,コミュニケーションによる経験を経て時々刻々と変化する.それを支える神経基盤はシナプス可塑性だが,シングルシナプスレベルの研究と比べて,ネットワークレベルにおける可塑性の効果は未解明な点が多い.なぜなら,神経ネットワークを神経細胞の結合系とみたとき,可塑性によってシステム内の相互作用関係が時間と共に変化していくためである.このような結合力学系の解明には,従来の力学系理論や統計力学からの拡張が必要である.本年は,昨年度導入した可塑性を持つ振動子ネットワークモデルをベースに,Regular-spiking neuron等の電気生理学的特性がネットワーク可塑性に与える効果を調べた.結果,タイプ1ニューロンに多く見られるPRCのゼロ次モード(定数項)が大きな役割を持つことを発見した.これは位相振動子系における従来研究において,ゼロ次モードを無視できたことと大きな差である.実際に,このゼロ次モードの影響が大きくなるにつれて,均一な神経細胞集団の中からでも,自発的に同期したクラスタ群が階層構造を形成し,最終的には複数周期のヘテロな集団に転移することを発見した.この結果はシナプス可塑性に基づき,均一な集団からでも,振動周期が異なる集団への分化することが起こりえることを示している.さらにこの転移について解析を行った結果,複数リズム集団への転移点となるゼロ次モードの強度についても,見積もることができた.本課題の目的は,シナプス可塑性によるネットワークダイナミクスの理解である.我々の脳は,コミュニケーションによる経験を経て変化している.それを支える神経基盤はシナプス可塑性だが,シングルシナプスレベルの研究と比べて,ネットワークレベルでは可塑性がどのように作用するのかという問題は理解が進んでいない.この問題は,結合自体の可塑性という従来の力学系理論を一歩拡張したテーマを含んでいる.これ対して,私は従来研究されてきた結合力学系としてのニューロンモデルと可塑性を持つネットワーク結合と2つの時間変化を併せて,数理モデルの導入と解析を目指している.本年の成果は以下の通りである.始めにSpike-timing dependent plasticityを念頭にニューロン活動をリズム振動に限定することで解析を行い,可塑的なネットワークについて特性を分類した.概略を述べると,学習としてHebb的なケースでは同期したクラスターができ,STDPのように時間順序関係があるケースではシークエンスを形成する.またAnti-Hebbの時にはシステムはカオスと示す事が分かった.次にこの結果に基づき,性質の異なるリズム振動子の集団を2つ用意し繋いだときの効果を調べた.同じ性質の集団同士では重ね合わせのような状態となるが,異なる性質の集団間が繋がることでカオス的振る舞いをする集団の性質が変化することが分かった.この結果は,ヘテロな集団間の接続によって可塑的なネットワークのダイナミクスが変更を受けることを示している.当初計画については順調に達成できている.導入予定の並列計算機サーバ群については,問題なく大学内サーバー室に設置できた.当初,研究計画に必要な数値計算プログラムにおいて、当該サーバへの移植に問題があることが分かり,改めて実装することが必要になったが.それによる遅延は現在では取り戻している.その後導入した計算機サーバ群を使い,順調に計画を推進で聞いている.その研究成果については,今年度は国際会議1件と招待講演を含めた国内学会・研究会等にて発表を行ってきた.次年度については,当該課題の研究成果が次年度開催予定の国際会議にて採択され,発表予定である.また新学術領域内での共同研究成果として,私の提案する可塑的ネットワーク神経回路モデルを使って,ネットワーク解析を行っている.これについても次年度に2件の国際会議にて発表を予定している.その後は論文として研究成果をまとめて発表する予定である.25年度が最終年度であるため、記入しない。
植物個体のライフサイクルにおける養分元素のリサイクル活動の解析

現在、環境汚染や環境破壊が大きな問題となってきているが、自然を回復させるためには、もはや物理、化学的な手法には限界があり、植物に頼らざるを得ないことは明白となってきている。植物は環境の変化に直接厳しく接してきた生物である。植物が常時行っている元素のリサイクル活動を詳細に調べることにより、環境に対処する新しい知恵を探ることが可能ではないだろうか。このような問題意識の上に立って、植物個体中の元素動態を調べてみた。手法は、非破壊状態で多元素の絶対測定が可能である放射化分析を用いた。本研究では、まず、ブラジルの半乾燥地に自生しているカーチンガ樹種について、元素の土壌と根の分配、根と植物地上部との分配などを調べ、その地域における最も有効な植物資源の有効利用法について考察した。その結果、2価のカチオン、CaやMgの吸収の差が樹種によりかなり異なることが見いだされ、土壌活力を維持するためにも、2価のカチオン吸収量の低い樹種を選択的に利用することが望ましいことが判った。次に、アサガオを用いて、一個体中の元素の動態を発根から結実まで、全ての組織を採取し、元素動態を調べた。その結果、植物個体中には全ての組織において各元素のgradientが形成されており、生育の過程の必要度に応じて元素が移動していくことが示された。また特に、重金属については、結実した実中にはほとんど移動せず、次世代を保護する働きも確認されている。これらの実験結果は、植物を生きているシステム体として解析していくことが重要であることを示唆している。そこで、我々は今回得られた植物体の元素分析のデータをもとに、本研究をさらに発展させるべく、重要な穀物であるダイズを用いた実験を進めている最中である。本研究では、植物のリサイクルについて調べるため、まず、植物個体中での元素の動態を経時的に求めることを試みた。試料としてはコントロール試料で重金属の含量が穀物試料よりも多い、アサガオを用いて、初根から結実するまでの各段階の植物を5から10個体づつサンプリングした。初根後、4、6、13、23、56、61および78日の試料を採取した。これらの試料は、根は上下2部分に分け、地上部は各葉、各節間の茎、花部を分け取った。78日後の試料では、葉は7葉までサンプリングすることができた。花の部分は花柄、ガクに分け、結実した試料については、種皮、種に分けて採取した。これらの膨大な数の試料中の6元素をまず、短期放射化分析により求めた。放射化分析用試料調製にあたって、アルミニウム含量が特に少ないポリエチレンの袋を用意し、放射化は原子力研究所で行った。短期放射化により、まず、Na、Mg、Al、Cl、KおよびCaの定量を行った。NaとAlは、初根後78日まで殆ど根に蓄積されたままであり、地上部への移行は殆ど見られなかった。KとClは、生育に伴い、地上部へ移行していくが、茎や葉よりも葉柄濃度が高いことが、花芽が生育し始めた段階から顕著となった。これらの元素は葉柄の蓄積により葉中の浸透圧を適切に調節していると予想される。また、MgとCaは、双葉の位置で一旦蓄積され、花芽が形成され始めると、上部の必要に応じて徐々に上部へ移行するという、効率的な元素サイクルが示された。植物個体のライフサイクルにおえける養分元素のリサイクルシステムを知るため、まずアサガオを用いて、初根から結実までの各組織中の元素の動態を放射化分析により求めた。アサガオを培養土を用いポットで育成させた。同じ生育状態の植物試料を510本採取し、12の生育時期、約100個体を用いて元素分析を行った。

採取した各植物試料は、根、各茎、各葉、花、実などの各々の組織に分け、非破壊状態で、Na、Mg、Al、Cl、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Zn、Brならびに希土類元素数種を定量することができた。ライフサイクル中、これらの元素は根-地上部間の関門以外にも、葉と葉柄、花柄と花などの間に一定の濃度関門を形成して分布していることが示された。環境問題で着目されている、AlとVは殆どが根のみに存在し、KおよびClは、葉-葉柄において濃度差が大きく、その傾向は全ライフサイクルにおいて一定であった。Mnは、蒸散流に従った濃度分布を示し、古い葉ほど濃度が高かった。Ca濃度は幼植物期に蓄積され、花芽形成に伴い上部へ移動した。また、実では、種柄、種皮に重金属は蓄積され、種子内にはほとんど蓄積されないことが判った(J.Radioanal.and Nuclear Chem.3報で印刷中)。吸収された元素が全てまた次世代の植物により利用されると仮定すると、最もリサイクルにおいて不足する元素はKであり、約3世代目にはK欠乏となることが示された。これらの結果を踏まえ、現在ダイズでも同様な実験を試みている最中である。