hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低原子価多核鉄錯体を用いた安定多重結合種活性法の開発

本研究では、小分子の結合切断反応をはじめとする高難易度の反応を鉄錯体を用いて達成するために、電子供与性の高い配位子を有する新奇な低原子価多核鉄錯体の合成と反応に関する研究を行った。その結果、以下に示す2つの重要な成果が得られた。高い反応性が期待できる配位不飽和な低原子価多核鉄錯体の合成を目指し、配位子骨格の中央部分にベンゼン環を、配位子末端にかさ高い置換基を組み込んだ多座のアミド配位子を用いて多核鉄錯体の合成と還元を検討した。その結果、目的とする二核および三核鉄錯体が高収率で得られることが分かり、さらに得られた錯体を還元したところ、鉄一価や0価を含む多核鉄錯体が得られることが明らかとなった。X線構造解析の結果、配位子骨格に組み込んだ芳香環部位と鉄中心とが弱く相互作用していることが確認でき、この相互作用により、電子供与性の高い配位子からの鉄中心の脱離を防げたのではないかと推測された。得られた錯体を用いた外部基質の活性化反応を検討したところ、アゾベンゼンのN=N二重結合や、芳香族化合物のC-H結合が切断可能であることを見出した。鉄への配位部位としてバナジウム中心を有するビスアミド配位子を用いた鉄錯体を新規に合成した。得られた錯体のX線構造解析により、バナジウム-鉄間がかなり短いことが分かり、それらの金属間に結合があることが示唆された。この錯体を還元することで得られる種は、窒素分子錯体の形成や、芳香環のC-H結合切断が可能であることが明らかとなった。特に窒素錯体に関して、窒素-窒素間の結合距離はこれまでに報告されている鉄窒素錯体と比較して、かなり長い部類に属し、二電子還元されていると考えられた。窒素分子が十分に活性化されていることから、今後、得られた窒素錯体に基質を作用させることで、窒素分子の変換反応が可能となることが期待できる。低原子価の鉄中心を有する多核錯体の研究は、これまでにカルボニルやホスフィンなどのπ酸性の配位子を有する安定な錯体を中心に行われてきたが、本研究では小分子の結合切断反応をはじめとする高難易度の反応を鉄錯体を用いて達成するために、電子供与性の高い配位子を有する新奇な低原子価多核鉄錯体を対象として研究を行った。まず高い反応性が期待できる配位不飽和な多核鉄錯体の合成を種々検討した結果、配位子の骨格の中央部分にベンゼン環を、配位子末端にかさ高い置換基を組み込むことで、目的とする多核錯体が高収率で得られることが分かった。さらに得られた錯体は容易に還元することができ、電子供与性の高いアミド部位を有しているにもかかわらず、鉄一価や0価を含む多核鉄錯体が得られることが分かった。還元した錯体のX線構造解析の結果、配位子骨格に組み込んだ芳香環部位と鉄中心とが弱く相互作用していることが確認でき、この相互作用により、電子供与性の高い配位子からの鉄中心の脱離を防げることができたのではないかと推測された。以上の知見を踏まえて、配位子設計の段階に再度立ち返り、置換基のかさ高さを調節した種々の配位子を用いて錯体合成および還元反応を行った結果、低原子価の鉄中心を有する二核、三核、四核、六核錯体を得ることができた。また得られた錯体を用いた外部基質の活性化反応にも現在取り組んでおり、アゾベンゼンのN=N二重結合や、芳香族化合物のC-H結合が切断可能であることを見いだした。これまでに鉄錯体を用いて同様の反応を行った例は限られており、以上の成果は鉄を用いた基質変換反応の研究において重要な知見となりうると期待される。平成28年度の研究計画として掲げていた、多核鉄錯体の合成と低原子価種への誘導を行い、狙い通り種々の新奇な錯体を得ることができた。得られた錯体は結晶として単離し、X線構造解析により構造を確認した。またSQUIDやESR測定により磁気的性質の評価を行い、またメスバウアー測定の結果もあわせることで電子状態の考察を行った。その結果、得られた錯体は想定通り低原子価となっており、また鉄-鉄間に強い電子的な相互作用があることが分かった。平成29年度以降の計画としていた、得られた錯体を用いた基質活性化反応にも先行して取り組み、本研究の目標の1つであるN=N結合やC-H結合の切断が可能であることを見いだした。本研究では、窒素分子などの小分子が有する多重結合を鉄錯体を用いて切断することを目標に、低原子価多核鉄錯体の合成とそれらを用いた基質活性化を検討している。これまでに低原子価の鉄中心を有する多核錯体の研究は、カルボニルやホスフィンなどのπ酸性の配位子を有する安定な錯体を中心に行われてきたが、本研究では不活性な小分子の結合切断を可能とするために、電子供与性の高い配位子を有する錯体を対象としている。一般に、そのような鉄錯体を還元した場合、配位子による安定化が十分ではなく鉄中心の脱離が進行してしまうため、鉄の電子構造に摂動を与えることが可能な部位を配位子内に組み込む必要がある。

以上を踏まえ、平成29年度では、低原子価の鉄中心を準安定化させることを期待してバナジウム中心を有するビスアミド配位子を用いた鉄錯体を新規に合成した。得られた錯体のX線構造解析により、バナジウム-鉄間がかなり短いことが分かり、それらの金属間に結合があることが示唆された。この錯体を還元したところ、配位子の脱離は進行しないことがわかり、さらに得られた還元種を用いることで、窒素分子錯体の形成や、芳香環のC-H結合が切断可能であることが明らかとなった。特に窒素錯体に関して、窒素-窒素間の結合距離はこれまでに報告されている鉄窒素錯体と比較して、かなり長い部類に属し、二電子還元されていると考えられた。窒素分子が十分に活性化されていることから、得られた窒素錯体に基質を作用させることで、窒素分子の変換反応が可能となることが期待できる。平成28年度に引き続き、中心金属に鉄を有する新奇な低原子価多核錯体を合成した。それらの錯体のうちの1つである、骨格内にバナジウム中心を有する配位子をもつ鉄錯体を用いることで、平成29年度の目標として掲げていた、窒素分子の活性化を達成することができた。またこれに加え、芳香族のC-H結合を切断できたことは特筆に値すると考えられる。本研究では、小分子の結合切断反応をはじめとする高難易度の反応を鉄錯体を用いて達成するために、電子供与性の高い配位子を有する新奇な低原子価多核鉄錯体の合成と反応に関する研究を行った。その結果、以下に示す2つの重要な成果が得られた。高い反応性が期待できる配位不飽和な低原子価多核鉄錯体の合成を目指し、配位子骨格の中央部分にベンゼン環を、配位子末端にかさ高い置換基を組み込んだ多座のアミド配位子を用いて多核鉄錯体の合成と還元を検討した。その結果、目的とする二核および三核鉄錯体が高収率で得られることが分かり、さらに得られた錯体を還元したところ、鉄一価や0価を含む多核鉄錯体が得られることが明らかとなった。X線構造解析の結果、配位子骨格に組み込んだ芳香環部位と鉄中心とが弱く相互作用していることが確認でき、この相互作用により、電子供与性の高い配位子からの鉄中心の脱離を防げたのではないかと推測された。得られた錯体を用いた外部基質の活性化反応を検討したところ、アゾベンゼンのN=N二重結合や、芳香族化合物のC-H結合が切断可能であることを見出した。鉄への配位部位としてバナジウム中心を有するビスアミド配位子を用いた鉄錯体を新規に合成した。この錯体を還元することで得られる種は、窒素分子錯体の形成や、芳香環のC-H結合切断が可能であることが明らかとなった。窒素分子が十分に活性化されていることから、今後、得られた窒素錯体に基質を作用させることで、窒素分子の変換反応が可能となることが期待できる。平成28年度までに合成することができた多核鉄錯体を用いて、窒素分子、二酸化炭素、アルカン類の結合活性化反応を検討する。前年度までに合成した錯体の中には、窒素分子と反応可能な錯体もあることも既にわかっており問題なく遂行できるものと考えている。生成した錯体の同定方法としては、結晶として単離し、X線構造解析によって行うことを想定している。さらに各種分光法による測定やDFT計算を併せて実施することで、得られた錯体の電子状態の理解につとめる。また錯体分子の反応観察において一般的に用いられる基質などとの反応も検討することで、申請者が構築した多核鉄反応場がどのような性質を有しているのかを明らかにする予定である。窒素錯体を用いて窒素分子の量論的な変換反応を検討する。また他の小分子などの活性化も並行して進める。
顔面神経の逆行性変性に伴うカテプシンEのミクログリア内誘導機構の解析

本研究ではまずミクログリアの活性化にともなうカテプシンEの動態を明らかにすることを目的として、新生仔ラット脳より分離した初代培養ミクログリアを用い、ミクログリアを活性化することが知られているLPS/IFN-γ刺激によるカテプシンEの活性ならびにタンパク量の変化を検討した。ミクログリアのカテプシンE量はLPS/IFN-γ刺激により著明に減少した。この原因としては細胞内での分解あるいは細胞外への分泌が考えられる。また、ペプスタチンAはミクログリアを細胞増殖期にあるロッド型ミクログリアに形質転換することが明らかとなった。次に、活性化ミクログリアがニューロンに対してどのような影響を及ぼすのかについてLPS/INF-γにより活性化させた初代培養ラットミクログリアとNGFによりニューロンに分化させたPC12細胞の共存培養系を用いて検討した。活性化ミクログリアはニューロンに分化させたPC12細胞にカスパーゼ3依存性のアポトーシスを誘導した。ところが、Ac-DEVD-CHOの適用ならびにBcl-2の過剰発現はカスパーゼ3様酵素の活性は完全に抑制したが細胞死は一部しか抑制しなかった。形態観察を行うと、大部分のコントロールのPC12細胞はアポトーシス様の形態を示し、ミクログリアより貪食された。ところが、Bcl-2を過剰発現させたPC12細胞ではAc-DEVD-CHOを前処理した細胞と同様にアポトーシスとは明らかに異なった細胞障害の形態が観察された。電顕観察を行うとコントロールのPC12細胞では核クロマチンが一様に凝縮し断片化した核を有するアポトーシス小体が観察され、一部はミクログリアにより貪食されていた。一方、Bcl-2を過剰発現させたPC12細胞では核クロマチンは軽度に凝縮されていたが、明らかにアポトーシス細胞の核とは異なっており、細胞小器官の著明な障害ならびに空胞の蓄積が観察されネクローシス様の細胞死であることが判明した。以上の結果より、活性化ミクログリアはカスパーゼ3依存性のアポトーシスを誘導する経路ならびにカスパーゼ3非依存性のネクローシス様細胞死を誘導する経路を起動させることが明かとなった。我々はこれまでの研究において細胞内アスパラギン酸プロテアーゼであるカテプシンEが反応性ミクログリアにおいて成熟型酵素として発現が増大することを見いだした。さらに、初代培養ミクログリアを用いた研究により、カテプシンEはミクログリアにおいてプロ型酵素として生合成された後、エンドソームにおいて自己触媒的に成熟型酵素に変換することを明らかにしてきた。このことからカテプシンEの誘導機構ならびに機能を解明することは、ミクログリアの活性化に伴う機能の多様化のプロセスを理解するうえで非常に重要と考えられる。そこで今年度の研究は新生仔ラット脳より分離した初代培養ミクログリアを用い、ミクログリアを活性化することが知られているLPS/IFN一γ刺激によるカテプシンEの動態を明らかにすることを目的として行った。さらにアスパラギン酸プロテアーゼ阻害剤であるペプスタチンAのミクログリアに対する影響を検討した。1.LPS/IFN-γで刺激するとミクログリは扁平で大きな細胞への形態変化が認められ、オプニン化したザイモサンの取り込み能は2倍程度増大した。

2.コントロールならびにLPS/IFN-γ刺激したミクログリアの可溶性画分におけるアスパラギン酸プロテアーゼの総酵素活性を測定した結果、コントロールでは11.7+3.7U/mgであるのに対してLPS/IFN-γ刺激したミクログリアでは5.4+2.2U/mgであった。3.次に、SDS-ゲル電気泳動後イムノブロット法によりカテプシンEならびにカテプシンDの分子型ならびにタンパク量を調べた。その結果、カテプシンEはいずれの細胞においても還元条件下で42kDaの成熟型分子として認められたが、タンパク量はLPS/IFN-γ刺激した細胞ではコントロールの約60%にまで減少していた。一方、カテプシンDのタンパク量には有意な変化は見られなかった。4.ミクログリアをペプスタチンA(10-30μM)で処置すると可逆的に細長い(rod-shaped)細胞への形態変化が見られた。さらに、ペプスタチンAにはミクログリアに対する細胞増殖作用ならびにオプニン化したザイモサン刺激によるルミノール反応に対するプライミング効果が認められた。以上の結果、ミクログリアのカテプシンE量はLPS/IFN-γ刺激により著明に減少することが明かとなった。この原因としては細胞内での分解あるいは細胞外への分泌が考えられる。また、ペプスタチンAはミクログリアに対して形態変化、細胞増殖ならびに活性酸素産生のプライミング効果などの種々の作用を及ぼすことが認められた。今年度はLPS/INF-γにより活性化させた初代培養ラットミクログリアがNGFによりニューロンに分化させたPC12細胞に対してどのような影響を与えるのかを検討した。活性化ミクログリアとPC12細胞の共存培養を行った結果、多くの系でアポトーシスの実行因子として働いているカスパーゼ3様酵素の活性化をともなってPC12細胞の細胞死が誘導された。形態観察では、大部分のPC12細胞内にTUNEL陽性の断片化した核が観察され、典型的なアポトーシスの形態を呈していた。そこで、カスパーゼ3の阻害剤Ac-DEVD-CHOの前処理を行うと、核はTUNEL陰性となりアポトーシス様の形態は抑制されたが神経突起の委縮や細胞質内での空胞の蓄積など依然として細胞障害が観察された。定量的解析を行うと、Ac-DEVD-CHOはカスパーゼ3様酵素の活性は完全に抑制したが細胞死は一部しか抑制しないことが分かった。次に、カスパーゼ3の活性化を抑制することが知られているBcl-2過剰発現の影響を検討した。PC12細胞におけるBcl-2の過剰発現は栄養因子除去によって誘発される細胞死は有意に抑制したが、活性化ミクログリアによって誘発される細胞死には全く影響を及ぼさなかった。形態観察を行うと、大部分のコントロールのPC12細胞はアポトーシス様の形態を示し、ミクログリアにより貪食された。ところが、Bcl-2を過剰発現させたPC12細胞ではAc-DEVD-CHOを前処理した細胞と同様にアポトーシスとは明らかに異なった細胞障害の形態が観察された。電顕観察を行うとコントロールのPC12細胞では核クロマチンが一様に凝縮し断片化した核を有するアポトーシス小体が観察され、一部はミクログリアにより貪食されていた。
インド古典文法における意味論の発展史－カーラカ理論を中心に－

筆者はこれまで、本研究が対象とするカーラカ理論が展開されたところの、インド古典文法・パーニニ文法そのものの歴史的背景について、ジャイミニやクマーリラ、プラバーカラといった5世紀から8世紀までのインドの聖典解釈学者らの著作に主に依拠して論じたほか、パーニニ文法に依拠する言語哲学は、パーニニ文法が本来対象としていたところの「正しい語形」を離れてー現代の言語哲学のようにー言語活動という人間の知的営み全般を念頭に置いて展開されたものであるのか否かという従来見過ごされてきた問題点を提示し、さらにまた、その方法論的問題、すなわち、パーニニ文法学の志向する「教養知識人の言語」と、現実の言語使用との乖離はありうるのか、あるのだとしたらどのようにその間隙は埋められることとなったのかという問題を、同様の文献群に基づいて学派横断的に研究して発表してきた。本年度はまず、パーニニ文法の理論体系としての特性が際立つ「語形リスト(アークリティ・ガナ)」という理論上の道具立てについて、昨年度の研究をさらに発展拡大して、国際学会(第16回国際サンスクリット学会・於バンコク)において発表した。また、第66回印度学仏教学会学術大会(於高野山大学)では、これまでの研究成果を土台に、当初の研究課題であったカーラカ理論について、サンスクリットの第四格(為格)接尾辞を主題に、『マハーバーシュヤ』から新文法学派のテキストまで踏まえつつ、とくにその意味論上の役割の理解が、パーニニ文法の理論が改訂されていく中でどのように変遷していったかという事実を様々な文献に依拠して提示した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、インド古典文法として現代の学習者の間でも最も権威的なパーニニ文法(PG)を、同文法学派の文献の最古層から新文法学派の時代に渡って網羅的に研究し、PGの意味論において中心的な役割を果たすカーラカ理論について、それに関わる各学説の発展史的考察を行うことにある。本研究は同理論の形成から発展を、1)最古層の議論を収録する『マハーバーシュヤ』の時代、2)インド思想の揺藍期に位置する『ヴァーキャパディーヤ』の時代、3)PGが規範的性格を完全に獲得した新文法学派の時代という3つの時代に分類した上で、主に訳注研究の形式をとって行われる予定であり、本年度は電子データの作成並びに訳注の作成を計画していた。本年度発表した研究成果は、このカーラカ理論が展開された土台であるところ古典文法は、そもそもどのような人々によって学習・教授されていたのか、という点に関してインドの祭式家の著作を参考に論じたもの(口頭発表rabhiyuktaとは誰か?」ならびにそれを論文にしたもの)と、古典文法や、それに依拠して発展したインドの言語哲学の対象たる言語とは、我々が「言語」という言葉で理解する、日常言語的なものと同様なのか否かという点を論じたもの(口頭発表「アパシャブダに意味対象は存在するか?」)である。パーニニ文法がインドの言語的かつ宗教的な歴史に深く根付いたものであることはよく知られた事実であるが、哲学的・言語学的側面にのみ注視すると軽視されてしまいがちである。これらの研究成果で再びその問題を浮き彫りにし、続く文法理論に関わる研究の土台を整えた。インドの古典文法学についての研究について,研究者は,特定の自然言語についての文法理論としての整合性などを評価・検証するという言語学的興味の上に成立するもの,言語哲学と今日呼び習わされる学問領域が取り扱う諸問題に関わる思想の解明,そして「古典インド」という時間的・地理的コンテクストにこの稀有なる学問伝統がどのように息づいていたのかを考証する思想史的試みという大雑把に分けて三つの方法論を取りうるものと思われる。無論いずれもが相互に独立しているわけではなく各々はパーニニ文法というひとつの対象の様々な相を限定的に理解するための手法にすぎない。本研究は主として第三の思想史的試みに重きを置くものとして始められた。本年度はパーニニ文法学の方法論的問題、すなわち、パーニニ文法学の志向する「教養知識人(シシュタ)の言語」と、現実の言語使用との間に乖離はありうるのか、あるのだとしたらどのようにその間隙は埋められることとなったのかという問題を、七世紀のミーマーンサー学者・クマーリラによる文法学批判に基づいて研究し発表を行った。「サンスクリット語」の特徴の一つとして、「紀元前にパーニニ(などの文法学者)によって完成され、以来二千余年に亘って不変である」と語られることがある。人工言語ならばいざしらず、自然言語にこのような特徴は妥当しうるだろうか。文献的な証拠に基づいて、文法学者たちが従来の文法体系では説明できない語形の正しさを証明するために発展させた、新規語形を理論上無限に文法操作の対象として読み込むことができる「語形リスト(アークリティ・ガナ)」という理論上のブレイクスルーについて論じた。有限の文法規則と無限の言語使用の根本的な二項対立に優れた融和策を見出した文法学者の手腕は賞賛に値するが,聖典言語の不変性を信条とする一部の伝統学者には批判を受けていることも見逃せない。

筆者はこれまで、本研究が対象とするカーラカ理論が展開されたところの、インド古典文法・パーニニ文法そのものの歴史的背景について、ジャイミニやクマーリラ、プラバーカラといった5世紀から8世紀までのインドの聖典解釈学者らの著作に主に依拠して論じたほか、パーニニ文法に依拠する言語哲学は、パーニニ文法が本来対象としていたところの「正しい語形」を離れてー現代の言語哲学のようにー言語活動という人間の知的営み全般を念頭に置いて展開されたものであるのか否かという従来見過ごされてきた問題点を提示し、さらにまた、その方法論的問題、すなわち、パーニニ文法学の志向する「教養知識人の言語」と、現実の言語使用との乖離はありうるのか、あるのだとしたらどのようにその間隙は埋められることとなったのかという問題を、同様の文献群に基づいて学派横断的に研究して発表してきた。本年度はまず、パーニニ文法の理論体系としての特性が際立つ「語形リスト(アークリティ・ガナ)」という理論上の道具立てについて、昨年度の研究をさらに発展拡大して、国際学会(第16回国際サンスクリット学会・於バンコク)において発表した。また、第66回印度学仏教学会学術大会(於高野山大学)では、これまでの研究成果を土台に、当初の研究課題であったカーラカ理論について、サンスクリットの第四格(為格)接尾辞を主題に、『マハーバーシュヤ』から新文法学派のテキストまで踏まえつつ、とくにその意味論上の役割の理解が、パーニニ文法の理論が改訂されていく中でどのように変遷していったかという事実を様々な文献に依拠して提示した。カーラカ理論という当初の研究対象についての研究としては未だ不十分な部分が少なからずあるが,本来の目的である文法理論の歴史的発展という観点からは,文法学者自身の見出した理論上のブレイク・スルーなど,後代の規範文法化につながる要因について理解が深まったからである。27年度が最終年度であるため、記入しない。カーラカ理論,とりわけ第四格(チャトゥルティー)接尾辞とその意味について,現在までの研究の主軸となっている「有限の文法規則と無限の言語使用」という観点から従来指摘されていない複合語解釈に纏わる議論などを研究し,平成27年度中に発表を予定している。また,前年度の研究を更に発展させたものを6月28日からタイ・バンコクで開催される国際サンスクリット会議で発表する予定である。テキストのデータ化に関しては概ね順調に進展した。訳注は下訳の段階であり、今後のブラッシュアップを要する。来年度は今年度の研究に続いて、テキストの翻訳を行うが、それと同時に本年度発表した成果に基いて、インド古典文法の学問体系そのものについて、技術的な側面以外での発展の歴史のバックグラウンドを研究する必要がなお存在すると考えられる。この点は、パーニニ文法の重要文献である『マハーバーシュヤ』の冒頭部分の研究などを行うことで明らかになると考えられる。
集合行為と地域社会の変容に関する研究-山陰地域を中心に-

当研究は、前年度における研究を継続するものであり、集合行為が住民及び地域杜会に及ぼす影響について分析することを目的とする。地域杜会における集合行為として公民館活動を、地域特性を見るために松江市に着目した。また、島根県内の他市町村、政令指定都市である福岡市と北九州市、また人口規模が松江市に近い佐賀市の公民館活動を比較の対象とし、その相違を調査した。その結果、公民館活動と地域杜会(主に一小学校区)の関係を把握する場合、行政市単位で比較するよりも、当該都市における各公民館を調査単位として分析することの方が有効であることがわかった。公民館活動には、地域社会の諸問題を解決する機能とそれを活性化させる機能とがある。地域社会は、ボランティア等の人的資源によって高齢者福祉や育児問題等の地域的課題を解決する一方で、祭り等のまちづくり活動によって地域は活性化される。地域的課題やまちづくり活動は、生活に深く関わるため、高齢化率等の人口特性やそのまちの歴史・地理的特性に大きく影響される。そのため公民館活動は、同一市内にあっても公民館ごとにその取り組みの点で相違が見られるのである。また、公民館活動と地域杜会の変容との関連については、まちづくり活動が活発になることによって、地域連帯意識が強まると同時に地域住民に参加への主体性が生じる、と言える。活動への参加者が増加するほどその傾向は強くなると考えられるが、問題として、参加者が高齢者や主婦に限定されやすい点があげられる。いかに青少年や成人の参加者を活動に巻き込めるかが、地域活性化のための今後の課題となる。当研究の目的は集合行為が住民及び地域社会に及ぼす影響について分析することである。その集合行為の具体的対象として公民館活動に着目した。公民館活動は社会教育面で重要な役割を果すとともに、地域社会が抱える諸問題(例えば、高齢者福祉の問題や育児問題等)に取組みかつ内部での連帯を維持する側面(さまざまなサークル活動や運動会等の開催等によって住民間の結びつきを強める等)をもつ。当研究では、公民館活動は地域社会を変容させる側面があるとともに、活動に参加した住民の意識を変える可能性があることを仮説としている。その対象地域として山陰地域、特に島根県における公民館活動を中心に調査を進めている。ただし、県庁所在地である松江市でも人口が15万人程度であり、現存するデータに限界がある。そのため山陰地域における公民館活動の特質をより明確化するために、その比較対象地域として福岡市と北九州市を選択して資料収集等を行い、現在分析しつつある。福岡市は政令指定都市の中で公民館活動がもっとも活発な都市の一つであり、活動に関するデータが豊富である。また北九州市は政令指定都市であるが、福岡市と異なり人口が減少傾向にある。これら諸都市の比較により、人口増減別の大都市、地方都市、町村等における公民館活動の特質も明らかになる。平成13年度は、これら諸都市間における公民館活動の比較を進めるとともに、設定した仮説に基づき、公民館活動による地域社会および住民意識の変容過程について、山陰地域における実態をより詳細に調査しその結果をもとに分析・考察を進める予定である。
脳内セロトニンが時間の体験に与える影響の解明

Time production課題を学習したサルに対し、ATD(急性トリプトファン枯渇)を行い、セロトニン前駆体であるトリプトファンを枯渇させたときの計時能力の変化を記録した。本課題では、視覚的キューの示す時間(1、2、4秒後)にバーから手を離せば報酬がもらえる。実験は週単位で行った。ATD条件と対照条件は同じ週内で行われ、毎週ATD条件と対照条件を行う順序を入れ替え、施行順序の影響を相殺するようにした。バーから手を放すのにかかった時間(反応時間)のヒストグラムは、ガンマ分布に基づくモデルによって統計的あてはめを行い、ピーク時間を算出した。実験は全10週間行った。その結果、ATD条件と対照条件を比較した場合、ATD条件の反応分布のピーク時間は、実験週数の初期数週においては、対照条件より遅延する傾向を認めた。しかし実験週数が経過するごとに短縮し、後期においてはATD条件のほうが短縮し、その変動も小さくなる傾向を認めた。またその短縮の程度は、キューの示す1、2、4秒に比例し1:2:4の割合を保っていた。この結果は、scalar expectancy modelに基づくと、初期に内部クロックが遅くなり、後期には逆に早くなることで説明できる。ヒトやげっ歯類を用いた諸家による急性実験では、セロトニン神経の活動を抑制すると、即時報酬への依存が強まり、獲得までに長い時間がかかる報酬を待てなくなる様子が見られており、本実験の結果と矛盾しない。低セロトニンによって内部クロックが遅くなったためと考えると、この現象は時間割引仮説で説明可能となる。一方軽うつのような慢性的低セロトニン状態のヒトは反応時間が早いという報告がある。この点も本実験の後期における所見と合致した。しかしなぜ初期と後期で内部クロック速度に変化が生ずるのかは今後究明を要すると思われた。27年度が最終年度であるため、記入しない。1実験課題の調整を行った。本課題では、一定時間バーに触り続け、所定の時間が経過したら直ちにバーから手を離せば報酬である水が与えられる。その際、時間の経過量は、実験動物の内的な推定に基づいて判断しなければならない。当初の計画では、バーに触り続ける時間範囲を何らサルに示さず、サルの試行錯誤のみを通じて学習させるものとした。しかしこの手法では、仮に課題に成功できるようになったとしても、実験者の想定する遅延時間をサルが理解したことにはならない。このため以下のように課題の調整を行った。課題導入直後は、バーに接触し続けなければいけない時間を、WAIT視覚刺激を提示している間によって示し、学習が進むにしたがって視覚刺激の明度を下げ、最終的には提示しないようにする(明度0にする)という、dimming cue learning paradigmを用いることとした。次に、WAIT視覚刺激を提示する試行とそうでない試行をランダムに行わせ、各々の行動成績ができるだけ近接するように学習を促した。現在もトレーニングを行っているところであるが、行動成績は徐々に改善する傾向を示し、まだプラトーに達していない。以上の成果については2回の領域班会議において報告した。2これと並行し、本研究を着想する原点となった、2種類の異なる多試行報酬スケジュールを選択させるという実験についても精査を行った。この実験結果は既に記録を終えており、本研究の課題を改善したり、結果を解釈したりするうえで今後必要となると考えられる所見の有無を、実験と並行して検討した。その結果、作業負荷を段階的に変化させた場合のサルの時間割引係数と、時間割引における眼窩前頭葉の関与について確認できた。以上は、今後本実験を進展させるうえで有用と考えられる成果であった。この成果については国内学会1件と国際学会1件において報告した。

しかしなぜ初期と後期で内部クロック速度に変化が生ずるのかは今後究明を要すると思われた。現在までのところ、ほぼ当初の計画通り進展している。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度前半には、課題の学習を完成させ、急性トリプトファン除去(ATD)を導入する。ATDによって脳内セロトニン濃度は一時的に低下するとされており、その状況でのWAIT刺激無し試行の成績の変化を確認する。もしその結果が望ましいものであれば、頭部にマイクロダイアリシスを行うために必要なポートを取り付ける手術を行い、脳内セロトニン濃度と時間の推定能力との相関を確認する。もしATD条件における行動レベルの結果が望ましくなければ、抗セロトニン作用やセロトニン賦活作用などを有する薬剤を用い、行動が変調しないかを確認する方針とする。
細胞内タンパク画像化に基づく脳発達および新生児脳障害の定量的評価法の開発

脳室周囲白質軟化症(PVL)は、早産児や低出生体重児に特有の脳室周囲を中心とした白質に軟化病巣を生じる疾患で、脳性麻痺など様々な後遺症を生じる。胎児、特に未熟児の脳内には、後に成熟して髄鞘形成を行う未熟なオリゴデンドロサイト(前駆細胞)が脳全体に分布するが、この未熟なオリゴデンドロサイトは虚血に弱く、これが強く障害されることで、その後の髄鞘化が阻害されることがPVLの重要な病態と考えられている。超音波検査や脳MRIでのPVLの診断能は十分とは言えず、新生児期においてPVLによる白質の障害を画像で診断する難しさは、髄鞘化が起こる前に、以後の髄鞘形成の異常を画像化しなくてはならない点にある。このような画像法は現時点で存在しない。近年、chemical-exchange saturation-transfer(CEST)と呼ばれるMRIの新たな分子イメージング法が注目されている。これは、組織中のアミド(-NH)やヒドロキシル(-OH)などの溶質とバルク水の間で生じるプロトンの化学交換にもとづく画像法である。このうち特に内因性のアミドによるものをamideproton transfer(APT)イメージングと呼ぶ。これまで不可能だった低濃度の可動性タンパクやペプチドの高感度検出が可能となり、腫瘍の悪性度判定などへの応用が研究されはじめている。最近になり、新生児期の脳では強いAPTの信号がみられることが報告され、髄鞘化前のオリゴデンドロサイト細胞質内のタンパク合成を反映しているものと推測されている。本研究では、APTイメージングによるオリゴデンドロサイトの細胞内可動性タンパクを検出する手法や解析法を確立することを目的とする。これが確立されれば、髄鞘化が始まる前の時期の脳の発達の新たな指標となり、新生児期のPVLなどによる障害の検出において、新たな画像的アプローチとなり得る。当院における新生児期症例のデータを蓄積中であるが、症例の蓄積が遅れている。CESTイメージングはごく微量の信号変化を捉える手法であり、現時点では、新生児期における特異的所見は捉えられていない。今後症例を蓄積して、さらなる検討を進めていく予定である。症例の蓄積が遅れており、学会発表するまでに至らず、次年度使用額が生じた。次年度は画像解析法の開発や学会参加による知見の上積みを、症例の蓄積とともに進めていく予定である。
ナノテクノロジーを応用した昆虫フェロモンの同定と受容過程の解明

1昆虫性フェロモンの走査トンネル顕微鏡による観察走査トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscope : STM)により、合成品のトランス体モノエンアルコール分子であるE9-18:OH、E11-16:OHをHOPGおよび2硫化モリブデン(MoS_2)基板上に展開して観察した。グラファイト基板上にトランス体モノエンアルコールの単分子層を吸着させた表面をSTMで観察すると、分子が規則的に配列した列状構造が観察された。また列構造の中のbright spot列は二重結合位置に相当することも明らかになった。MoS_2基板上に吸着させたトランス体モノエンアルコールの単分子層のSTM像も、分子の構造を反映した、周期的な列構造をもつことが明らかとなった。さらに今までに観察されたシス体モノエンアルコールのSTM像と比較したところ、二重結合の部分を境とした形状の差異、すなわち、シス体とトランス体の構造の違いを明確に区別することできた。これによりSTMは、フェロモン分子の二重結合の位置だけでなく、構造異性体をも判別できることを明らかにすることができた。また、配列についても物理的に興味のある結果が得られた。さらにこの周期構造を構成する単位構造はそれぞれの分子によく対応するものとして説明できた。以上のように、これら、E11-160H分子,E9-180H分子をHOPG及びMoS2基板上に吸着させたときのSTM像は、それらの分子に特有のものとなっており、分子の長さ、2重結合の位置、幾何異性体など個々の分子に関する情報を与えると共に、これらの分子の配列自体も、それらの分子に特有のものとなっていることが明らかになった。このことは、STMがフェロモン分子の同定において有力な情報を与えることを示している。今後、このようなフェロモン分子の同定に特化したSTM装置の開発が期待される。1昆虫性フェロモンの走査トンネル顕微鏡による観察ガ類の性フェロモン成分であるZ9-18:OH、Z11-18:OH、Z13-18:OHさらに幾何異性体であるE11-18:OHを走査トンネル顕微鏡(STM)により観察した。グラファイトまたはMoS_2基板上に吸着させたZ9-18:0H、Z11-18:OH、Z13-18:OH:、E11-18:OHの単分子層のSTM像は、規則的な周期的構造をもつことが明らかとなった。この周期構造を構成する単位構造はそれぞれのモノエンアルコール分子によく対応するものであり、幾何異性体と区別できることも示された。また各々のアルコール分子の二重結合位置に相当するbright spotの観察にも成功した。これらの結果はフェロモン分子の構造決定のためにSTM観察が有益な情報を与えることを示している。2コブノメイガコーリングに関わる環境要因性フェロモンを放出するコブノメイガのコーリング行動は、サーカディアンリズムによって支配されることがわかった。コーリング行動は、光周期によって強化され、調整される。また、コーリング行動は、光によって阻害されることもわかった。3イネ害虫コブノメイガの交信攪乱試験コブノメイガの交信攪乱試験を鹿児島で実施したが、コブノメイガの発生数が例年と比較して著しく少なく、有意な結果が得られなかった。理由として今年度は梅雨期が短く、従って梅雨前線に伴って発達するジェット気流が日本にかかる期間が短かったため、中国南部からジェット気流に乗って飛来するコブノメイガの数が多くなかった事が考えられる。4コブノメイガの性フェロモン地理的変異インド産とフィリピン産のコブノメイガの性フェロモンは、日本産コブノメイガのブレンド(日本ブレンド)とは成分自体がまったく異なる別の性フェロモン成分(Z11-16:Ac、Z13-18:Acの2種)からなり、各々で異なるブレンド比(インドブレンド,比率1:20-6:20、フィリピンブレンド,比率98:2)である。これら3種類の合成ブレンドを用いて一部日本への飛来源に含まれるベトナム、タイで野外試験を実施している。1昆虫性フェロモンの走査トンネル顕微鏡による観察走査トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscope : STM)により、前報のシス体に続いて、合成品のトランス体モノエンアルコール分子であるE11-18:OHをHOPGおよび2硫化モリブテン(MoS_2)基板上に展開して観察した。グラファイト基板上に吸着させたE11-18:OHの単分子層のSTM像は、基板表面の炭素原子の配列構造を反映して、規則的な縞状の周期的構造をもつことが明らかとなった。さらにこの周期構造を構成する単位構造はE11-18:OH分子によく対応するものとして説明することができた。また、E11-18:OH分子の二重結合位置に相当するbright spotの観察にも成功した。MoS_2基板上に吸着させたE11-18:OHの単分子層のSTM像も、基板の配列構造を反映して、規則的な周期的構造をもつことが明らかとなった。さらに今までに観察されたシス体モノエンアルコールであるZ9-18:OH、Z11-18:OH、Z13-18:OHのSTM像と比較したところ、二重結合の部分を境とした形状の差異、すなわち、シス体とトランス体の構造の違いを明確に区別することができた。

これによりSTMは、フェロモン分子の二重結合の位置だけでなく、構造異性体をも判別できることを明らかにすることができた。これらの結果は、フェロモン分子の構造決定のためにSTM観察が有益な情報を与えることを示している。2コブノメイガの性フェロモン地理的変異インド産とフィリピン産のコブノメイガの性フェロモンは、日本産コブノメイガのブレンド(日本ブレンド)とは成分自体がまったく異なる別の性フェロモン成分(Z11-16:Ac, Z13-18:Acの2種)からなり、各々で異なるブレンド比(インドブレンド、比率1:20-16:20、フィリピンブレンド、比率98:2)である。これら3種類の合成ブレンドを用いて一部日本への飛来源に含まれるインドネシアで野外試験を実施したところ日本ブレンドにのみ誘引された。インドネシア個体群のメスの性フォロモンを分析したところ、日本ブレンドだけが検出された。1昆虫性フェロモンの走査トンネル顕微鏡による観察走査トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscope : STM)により、合成品のトランス体モノエンアルコール分子であるE9-18:OH、E11-16:OHをHOPGおよび2硫化モリブデン(MoS_2)基板上に展開して観察した。グラファイト基板上にトランス体モノエンアルコールの単分子層を吸着させた表面をSTMで観察すると、分子が規則的に配列した列状構造が観察された。また列構造の中のbright spot列は二重結合位置に相当することも明らかになった。MoS_2基板上に吸着させたトランス体モノエンアルコールの単分子層のSTM像も、分子の構造を反映した、周期的な列構造をもつことが明らかとなった。さらに今までに観察されたシス体モノエンアルコールのSTM像と比較したところ、二重結合の部分を境とした形状の差異、すなわち、シス体とトランス体の構造の違いを明確に区別することできた。また、配列についても物理的に興味のある結果が得られた。さらにこの周期構造を構成する単位構造はそれぞれの分子によく対応するものとして説明できた。以上のように、これら、E11-160H分子,E9-180H分子をHOPG及びMoS2基板上に吸着させたときのSTM像は、それらの分子に特有のものとなっており、分子の長さ、2重結合の位置、幾何異性体など個々の分子に関する情報を与えると共に、これらの分子の配列自体も、それらの分子に特有のものとなっていることが明らかになった。このことは、STMがフェロモン分子の同定において有力な情報を与えることを示している。今後、このようなフェロモン分子の同定に特化したSTM装置の開発が期待される。
水道電界通信を用いた断水検出システムの構築に関する検討－水道網の電気等価回路化－

震災等による災害時、水道管の破損による漏水や断水が発生する場合がある。現在、水道事業者がこれらを検出するためには担当者が現地に赴いて水道メータの確認などを行う必要があり、迅速な情報収集の妨げとなっている。申請者は災害時の早期復旧のため、水道メータから取得した情報を室内無線LANおよびインターネット経由で水道事業者に自動送信するIoT断水検出システムに関する研究グループに所属しており、その中で水道を通信経路として利用して室外の水道メータと室内無線LANを接続する水道電界通信に関する検討を担当している。これが実現すれば、新たに大規模な工事が必要な有線接続や、建物の壁の材質や厚さに通信状況が影響を受ける無線接続を用いず、水道網のみを用いて水道メータと室内無線LANを接続できる。本申請の研究は水道電界通信の実現に向けて、水道の等価回路化を行い、その伝送特性を明らかにすることを目的とする。今年度は研究実施計画の1年目に従い、水道中の異物による伝送特性への影響について検討した。これは、災害時には水道に土砂などの異物が混入する場合、情報通信に影響を与える可能性があるためである。今年度は水道管の土砂濃度によるインピーダンスの変化をネットワークアナライザで測定した。また、研究計画では2年目に実施予定であった受信電圧の測定も同時に行ったほうが効率的であったため、実施した。また、水道の形状による伝送特性への影響の検討としてインピーダンスの測定および受信電圧の測定を行った。これらの検討により、水道管に砂利が混入した場合でも、完全に乾燥した状態でなければ水道電界通信が可能であること、水道管の寸法により受信電圧に影響があることが明らかになった。1年目の研究計画は、【1】水道中の異物による伝送特性への影響【2】水道水の流水速度による伝送特性への影響【3】水道の形状による伝送特性への影響を予定していた。このうち、【1】と【3】に関しては当初の予定通り、水道中に土砂(砂利)が混入した場合および水道の形状が異なる場合のインピーダンスの測定を行い、また同時に実験を実施したほうが効率的だったため、当初の研究計画では2年目に実施予定だった受信電圧の測定も行った。また、試験的に水道管の等価回路の試作を行い、回路シミュレーターを用いた解析も実施した。その結果、水道管に砂利が混入した場合でも、完全に乾燥した状態でなければ水道電界通信が可能であること、水道管の寸法の違いにより受信電圧に差が出ることを明らかにした。【2】に関しては【1】【2】において2年目の検討内容を前倒しした影響で1年目終了時点では完了していないが、現在購入した流水系を用いて測定実験を行っているところであり、今年度中に国内学会での発表を予定している。以上のように、全体として本研究はおおむね順調に進展している。2年目の研究計画における【1】水道網の等価回路作成は、1年目の研究成果から得られた各条件における水道網の電気定数を等価回路に代入し、回路シミュレーターを用いて解析を行う。1年目において既に等価回路の試作を始めており、2年目はそれを予備的検討として研究を進める予定である。回路解析を行う際端末と地面間および端末と水道間の浮遊静電容量を設定する必要があるが、これを直接測定することは困難であるため、簡易な条件で実験を行った結果と一致するようにフィッティングをかける予定である。【2】回路解析の妥当性評価については、1年目に受信電圧の測定を既に実施したため、【1】の結果が得られ次第比較・検討を行い、妥当性を評価する予定である。3年目においては計画通り、水道電界通信の電磁界解析を行う予定である。なお、今回の申請では解析用ソフトウェアの購入し、それを用いたシミュレーションを行う予定であるが、大規模な計算に必要なGPGPUの購入については受理されなかったため、まずは所持するコンピューターで解析可能な範囲にシミュレーション領域を限定し、実験との比較・妥当性の評価を行う予定である。以上の3年間の研究成果から水道の伝送特性を明らかにし、水道網の等価回路化と水道電界通信の実現可能性についてまとめ、報告する予定である。

また、水道の形状による伝送特性への影響の検討としてインピーダンスの測定および受信電圧の測定を行った。これらの検討により、水道管に砂利が混入した場合でも、完全に乾燥した状態でなければ水道電界通信が可能であること、水道管の寸法により受信電圧に影響があることが明らかになった。1年目の研究計画は、【1】水道中の異物による伝送特性への影響【2】水道水の流水速度による伝送特性への影響【3】水道の形状による伝送特性への影響を予定していた。このうち、【1】と【3】に関しては当初の予定通り、水道中に土砂(砂利)が混入した場合および水道の形状が異なる場合のインピーダンスの測定を行い、また同時に実験を実施したほうが効率的だったため、当初の研究計画では2年目に実施予定だった受信電圧の測定も行った。また、試験的に水道管の等価回路の試作を行い、回路シミュレーターを用いた解析も実施した。その結果、水道管に砂利が混入した場合でも、完全に乾燥した状態でなければ水道電界通信が可能であること、水道管の寸法の違いにより受信電圧に差が出ることを明らかにした。【2】に関しては【1】【2】において2年目の検討内容を前倒しした影響で1年目終了時点では完了していないが、現在購入した流水系を用いて測定実験を行っているところであり、今年度中に国内学会での発表を予定している。以上のように、全体として本研究はおおむね順調に進展している。2年目の研究計画における【1】水道網の等価回路作成は、1年目の研究成果から得られた各条件における水道網の電気定数を等価回路に代入し、回路シミュレーターを用いて解析を行う。1年目において既に等価回路の試作を始めており、2年目はそれを予備的検討として研究を進める予定である。回路解析を行う際端末と地面間および端末と水道間の浮遊静電容量を設定する必要があるが、これを直接測定することは困難であるため、簡易な条件で実験を行った結果と一致するようにフィッティングをかける予定である。【2】回路解析の妥当性評価については、1年目に受信電圧の測定を既に実施したため、【1】の結果が得られ次第比較・検討を行い、妥当性を評価する予定である。3年目においては計画通り、水道電界通信の電磁界解析を行う予定である。なお、今回の申請では解析用ソフトウェアの購入し、それを用いたシミュレーションを行う予定であるが、大規模な計算に必要なGPGPUの購入については受理されなかったため、まずは所持するコンピューターで解析可能な範囲にシミュレーション領域を限定し、実験との比較・妥当性の評価を行う予定である。以上の3年間の研究成果から水道の伝送特性を明らかにし、水道網の等価回路化と水道電界通信の実現可能性についてまとめ、報告する予定である。初年度に購入した流量センサについて、各業者と本検討において要求する性能と費用について相談したところ、当初予定していた機種よりも安価な機種で実現可能であることがわかったためにそちらを購入し、差額が発生した。また、旅費についても当初予定より旅券が安価に済んだため、差額が発生した。
ツイスタープログラムに基づく四元数ケーラー多様体内の部分多様体の研究

前年度までに得られた、曲面から四元数多様体へのinclusiveなはめ込みに対する四元数不変量について、当初計画の基づき更に解析を進めた。はめ込みのツイスター空間へのリフトが正則であるときに、はめ込みはツイスター正則とよばれその不変量はそのはめ込みの属する正則ホモトピー類内で最小値を与える。また、この不変量はターゲットの四元数多様体が1次元の四元数射影空間HP^1(=S^4)の場合には共形不変なWillmore汎関数に一致するが、この場合には多くの研究がなされている。これらを鑑み、n次元四元数射影空間HP^nへのツイスター正則なinclusiveなはめ込みについて研究した。HP^nのツイスター空間は複素射影空間CP^2n+1であるので、ツイスター正則なはめ込みのリフトは複素射影空間内の代数曲線を与えることになる。上述の四元数不変量の値が、リフトが与える代数曲線の次数dを用いて与えることができた。この結果はn=1のときには知られている結果であるがこれはその一般化である。ただし、n=1の場合は共計構造をとるので、はめ込みの法束を考えることができる等、nが2以上の場合の議論と大きく異なる。本研究では、リフトを曲面上の複素ベクトルの切断として解析し本結果を得た。系として、FridrichによるHP^1へのツイスター正則なはめ込みの法束のオイラー数と曲面の種数間の不等式をHP^nの場合一般化するとともに精密化した等式を得ることができた。共形幾何学の部分多様体論において全臍的な部分多様体に相当するものが、四元数多様体内のそれにおいてはリフトの次数が1であるものであることが、本研究過程から推測される。今後は、このような部分多様体の四元数多様体の部分多様体論における位置づけを深く調べることも行う予定である。まず、四元数多様体内の包含的(inclusive)曲面に対して,そのツイスターリフトの基本的な性質を調べた。これは、これまでの研究過程において得られていた、複素ベクトル束の接続の分解と曲率等の幾何学量との関係式をさらに精査することで得られた。特に,この包含的曲面については、外の四元数多様体の四元数接続によらない幾何学量を見つけた。なお、これは、外の空間が実4次元の四元数射影空間の場合には、共形幾何におけるウィルモア汎関数に一致するものである。実4次元多様体においては、四元数構造が向き付けられた多様体の共形構造に一致することを鑑みれば、この不変量はウィルモア汎関数の四元数的対応物の一つとしては妥当なものであると思われる。具体的な方法としては、当初の計画通り、ツイスターリフトの微分写像の(1,0)、(0,1)の各成分に分解すること等で得られた。一方で、ここでは、四元数構造にのみに依存する幾何学量に着目するため、リーマン計量の存在は仮定しない。このため、曲面の共形不変量を論じる際の手法は使えないが、複素ベクトル束上で議論することで、より一般的な視点から研究することができ、新たな知見も得られた。また、研究分担者の守屋との共同研究では、ツイスターリフトの理論と四元数正則幾何の理論との関係を、スピン構造を考えることで明示的に得た。これらは、個別に論じられてきたと思われる両者を明確に結びつけるものであり、今後の研究においても重要な示唆を与えることと思われる。また、この結果として、曲面から4次元ユークリッド空間へのはめ込みについて、その微分写像について四元数構造を介した分解がえられ、その幾何学的な応用も得られた。包含的曲面について四元数多様体の四元数接続によらない量を見つけることができた。前年度に引き続き、曲面から四元数多様体へのinclusiveなはめ込みについて研究した.すでに得られていた、外の空間の四元数接続(これは四元数構造を保つ接続で,その四元数構造に対して唯一ではないに注意)によらない幾何学量について、その下限を引き戻し束の第一Chern類を用いて与えるとともに,その下限を実現するようなinclusiveなはめ込みはツイスター正則であることも示した.これは四元数不変量がWillmore汎関数の四元数版あることも鑑みて、4次元球面内への曲面の共形はめ込みに対して知られている結果の一般化とみなせる.また、この四元数不変量に関する停留点となるようなinclusiveなはめ込みの研究も行った.まず第一変分公式を導出した.このことから,直ちに,外の空間が四元数ケーラー多様体の場合には極小曲面がその停留点となること等も分かる.さらに,制限Willmore曲面に相当するようなinclusiveな曲面についても調べた.このような曲面は制限四元数Willmore曲面とでもよぶべき対象だが,共形幾何におけるBurstallとCalderbankによる制限Willmore曲面とそのツイスターリフトのある種の調和性に関する結果の一般化といえる結果を得た.ここでは,代表者がこれまでの研究で得られていたツイスターリフトが調和切断となる曲面に関する知見が役に立った.一方で研究分担者の守屋との共同研究では,前年度までの研究を土台としてツイスターリフトが調和切断となる4次元ユークリッド空間内の曲面について調べた.これについては,制限Willmore曲面の構成に関して一定の進捗が見られたので,今後は上記の研究結果も踏まえ研究を進めて行く予定である.

曲面から四元数多様体へのinclusiveなはめ込みに関する四元数不変量に対して、その下限とその下限の値を与えるようなはめ込みの特徴付けを与えることができた.前年度までに得られた、曲面から四元数多様体へのinclusiveなはめ込みに対する四元数不変量について、当初計画の基づき更に解析を進めた。はめ込みのツイスター空間へのリフトが正則であるときに、はめ込みはツイスター正則とよばれその不変量はそのはめ込みの属する正則ホモトピー類内で最小値を与える。また、この不変量はターゲットの四元数多様体が1次元の四元数射影空間HP^1(=S^4)の場合には共形不変なWillmore汎関数に一致するが、この場合には多くの研究がなされている。これらを鑑み、n次元四元数射影空間HP^nへのツイスター正則なinclusiveなはめ込みについて研究した。HP^nのツイスター空間は複素射影空間CP^2n+1であるので、ツイスター正則なはめ込みのリフトは複素射影空間内の代数曲線を与えることになる。上述の四元数不変量の値が、リフトが与える代数曲線の次数dを用いて与えることができた。この結果はn=1のときには知られている結果であるがこれはその一般化である。ただし、n=1の場合は共計構造をとるので、はめ込みの法束を考えることができる等、nが2以上の場合の議論と大きく異なる。本研究では、リフトを曲面上の複素ベクトルの切断として解析し本結果を得た。系として、FridrichによるHP^1へのツイスター正則なはめ込みの法束のオイラー数と曲面の種数間の不等式をHP^nの場合一般化するとともに精密化した等式を得ることができた。共形幾何学の部分多様体論において全臍的な部分多様体に相当するものが、四元数多様体内のそれにおいてはリフトの次数が1であるものであることが、本研究過程から推測される。今後は、このような部分多様体の四元数多様体の部分多様体論における位置づけを深く調べることも行う予定である。当面は、本年度に得られた不変量と位相的な幾何学量との関連を明らかにすることを目標にする。また、引き続き、研究分担者と連携研究者との意見交換・議論を行っていく。これまでの研究を参考に、高次元化を試みると同時に超極小部分多様体の存在問題の研究を研究の進捗をみて開始する.予定していた、ノートPC等の購入は大学からの基盤研究経費を用いたため。予定していた消耗品等は所属機関の基盤研究費等で購入できたため.研究分担者および連携研究者と打ち合わせや、研究会への参加及び発表を積極的に行うことに使用する予定である。必要に応じて,消耗品の購入等にあてる.