hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超並列分子コンピューティングの研究 -無配線コンピュータを創る-

VLSI技術は,その微細化と大規模並列化に伴い,配線の複雑さに起因する性能限界が深刻になりつつある.本研究では,無配線分子コンピューティングの可能性を集積回路工学および計算機科学の両面から検証した.1.人工触媒素子のモデルを定式化するとともに,これをマイクロ電極デバイスによって実現する方式を検討した.人工触媒素子に基づく無配線集積回路では,物質濃度の時空間パターンに情報をコーディングすることにより,反応-拡散のダイナミクスを利用した高並列情報処理が可能になると考えられる.そこで,可逆なレドックス分子を情報担体として,その生成・消滅を多数のマイクロ電極デバイスで制御することにより,目的に応じた反応拡散場が人工的に形成できることを実験的に検証した.具体的には,多数のPtマイクロ電極をガラス基板上に2次元的に集積化したマイクロ電極アレーを試作し,興奮性ダイナミクスを有する反応拡散場をチップ上に形成できることを実験的に実証した.2.反応拡散ダイナミクスのパターン形成能力をテクスチャ画像の生成・複元や経路探索などの問題に適用することに焦点をしぼり,本研究代表者が提案する「ディジタル反応拡散システム(DRDS)」と呼ぶモデルに基づく理論研究を行った.まず,典型的なテクスチャ画像である指紋画像の修復・復原のためのアルゴリズムをDRDSに基づいて構築し,その性能評価を行った。その結果,1/25程度に画素数を間引いた指紋画像であっても,十分な精度での復元が可能であることが明らかになった.次に,興奮性の反応拡散波を用いて2次元空間および3次元空間における最短経路探索問題を解くアルゴリズムを堤案し,様々な2次元・3次元マップにおける最短経路探索に適用し,総合的な評価を行った。今後,無配線分子コンピューティングの系統的な設計手法を確立していくことが重要な研究課題である.VLSI技術は,その微細化と大規模並列化に伴い,配線の複雑さに起因する性能限界が深刻になりつつある.本研究では,無配線分子コンピューティングの可能性を集積回路工学および計算機科学の両面から検証した.1.人工触媒素子のモデルを定式化するとともに,これをマイクロ電極デバイスによって実現する方式を検討した.人工触媒素子に基づく無配線集積回路では,物質濃度の時空間パターンに情報をコーディングすることにより,反応-拡散のダイナミクスを利用した高並列情報処理が可能になると考えられる.そこで,可逆なレドックス分子を情報担体として,その生成・消滅を多数のマイクロ電極デバイスで制御することにより,目的に応じた反応拡散場が人工的に形成できることを実験的に検証した.具体的には,多数のPtマイクロ電極をガラス基板上に2次元的に集積化したマイクロ電極アレーを試作し,興奮性ダイナミクスを有する反応拡散場をチップ上に形成できることを実験的に実証した.2.反応拡散ダイナミクスのパターン形成能力をテクスチャ画像の生成・複元や経路探索などの問題に適用することに焦点をしぼり,本研究代表者が提案する「ディジタル反応拡散システム(DRDS)」と呼ぶモデルに基づく理論研究を行った.まず,典型的なテクスチャ画像である指紋画像の修復・復原のためのアルゴリズムをDRDSに基づいて構築し,その性能評価を行った。今後,無配線分子コンピューティングの系統的な設計手法を確立していくことが重要な研究課題である.平成13年度は,集積回路工学および計算機科学の2つの観点からの研究を並行して実施した.1.人工触媒素子のモデルを定式化するとともに,これをマイクロ電極デバイスによって実現する方式を検討した.人工触媒素子に基づく無配線集積回路では,物質濃度の時空間パターンに情報をコーディングすることにより,反応-拡散のダイナミクスを利用した高並列情報処理が可能になると考えられる.そこで,可逆なレドックス分子を情報担体として,その生成・消滅を多数のマイクロ電極デバイスで制御することにより,目的に応じた反応拡散場が人工的に形成できることを実験的に検証した.具体的には,64個のPtマイクロ電極をガラス基板上に2次元的に集積化したマイクロ電極アレーを試作し,これを用いてベンゾキノン/ヒドロキノンの可逆なレドックス反応を制御する人工反応拡散場の実験系を構築した.すでに,個別のマイクロ電極の制御に成功しており,基本的な動作確認が完了している.現在,64個すべての電極を同時制御可能なシステムを構築しつつある.2.人工触媒素子による無配線集積回路は,反応拡散ダイナミクスのパターン形成能力を利用して,ある種の問題を超並列的に解くことが可能である.しかし,このような分子のダイナミクスを利用したアルゴリズムの系統的な設計法や計算能力は明らかになっていない.そこで,反応拡散ダイナミクスをテクスチャ生成や画像復元のための多次元フィルタとして利用することに焦点をしぼり,本研究代表者が提案する「ディジタル反応拡散システム(DRDS)」と呼ぶモデルに基づく理論研究を行った.平成13年度は、典型的なテクスチャ画像である指紋画像を取り上げ,その修復・復元のためのアルゴリズムをDRDSに基づいて構築し,性能評価を行った.1/25程度の画素数にサブサンプリングした指紋画像であっても,十分な精度での復元が可能であることが明らかになっている.平成14年度は,集積回路工学および計算機科学の2つの観点からの研究を並行して実施した.

1.昨年度に引き続き,マイクロ電極を人工触媒素子として用いた無配線集積回路に関する基礎実験を行った.すでに昨年度に,64個のPtマイクロ電極をガラス基板上に2次元的に集積化したマイクロ電極アレーの試作に成功している.このマイクロ電極アレーは,ベンゾキノン/ヒドロキノンの可逆なレドックス反応を制御し,人工反応拡散場の実験系を構築することを目的としている.今年度は,64個の電極の並列制御を行い,電極の協調動作により,興奮性を有する反応拡散場をチップ上に形成できることを実験的に実証した.特に,興奮性の反応拡散波に特有なさまざまなパターンの形成を視覚的に確認することに初めて成功した.2.人工触媒素子による無配線集積回路は,反応拡散ダイナミクスのパターン形成能力を利用して,ある種の問題を超並列的に解くことが可能である.しかし,このような分子のダイナミクスを利用したアルゴリズムの系統的な設計法や計算能力は明らかになっていない.そこで,昨年度に引き続き,本研究代表者が提案する「ディジタル反応拡散システム(DRDS)」と呼ぶモデルに基づき,反応拡散場のパターン形成能力を利用した並列コンピューティングの可能性について検討した.特に,興奮性の反応拡散波を用いて2次元空間および3次元空間における最短経路探索問題を解く新しいアルゴリズムを提案し,さまざまな2次元・3次元マップにおける最短経路探索に適用し,総合的な評価を行った.
平板状表面波励起プラズマのプラズマプロセシングへの応用とその評価

本研究は、平板状低気圧マイクロ波表面波プラズマの発生機構とプラズマ制御技術に関するものである。1990年代になって、スロットアンテナと石英板との組み合わせにより平板状大口径表面波プラズマの生成が可能となった。このプラズマは1mTorr程度の低気圧でも10^<12>cm^<-3>の高密度プラズマが生成される上、石英板から30mm以上離れると電子温度は1.0eV程度に低下するため、プラズマプロセシングに適ったプラズマ源としての応用が期待されている。しかし、低気圧下でのマイクロ波電力のプラズマへの輸送過程の理解が未だに不十分である。このため本研究では、(1)表面波プラズマ発生機構に関する研究と(2)プラズマの径方向密度分布の制御方法に関する研究を相互に連携して行った。初年度では、50mTorr以下のアルゴン中で、500100OWの2.45GHzマイクロ波で生成されるプラズマの電子温度とプラズマ密度を静電プローブで測定した結果、石英板から50mmまでの空間では、管軸に沿って石英板から下流方向に数10eVの高エネルギー電子ビームが流れていることを実験的に見出した。これは、石英板近傍でプラズマ共鳴現象が生じて強いマイクロ波電界が発生し、電子がこれにより統計加熱された結果と考えられ、プラズマ発生機構の解明に重要な手がかりを与える。2年目では、E-Hチューナの原理に基づいて開発した同軸型T型チューナにより、石英板内部を半径方向に伝搬するマイクロ波電界を制御して、プラズマの径方向密度分布の制御を行った。これにより、平坦な径方向分布からプラズマ半径を放電容器内半径より短くした分布まで、プラズマ密度分布を自由に制御できることを確かめることができた。また、プラズマが側壁から離れると、壁からの不純物発生が大きく減少することも明らかにされた。1.三層T型チューナにより表面波の径方向の伝搬を制御して、平板状表面波プラズマの半径方向密度分布の制御を行う実験を行った。放電管は直径312mm、高さ350mmであり、その上面は石英板で真空封じされている。TM_<011>モードで励振される円筒共振器を石英板中央に設置し、同軸ケーブルで給電する。共振器を囲むように三層T型チューナを同軸状に配置し、その三つの可動プランジャを変化させることにより、石英板内部を半径方向に伝搬する表面波を制御する。石英板から50mm離れた位置に置かれたプローブで径方向分布を測定し、密度分布とプランジャ位置の関係を調べた。窒素ガス26.6Paを封入しマイクロ波電力2.2KWを入射した場合、あるプランジャ位置で中心部に鋭いピークを持つ密度分布(半値幅100mm)が形成された。この時の反射電力は1.3kWであった。一方、他の位置ではプラズマ密度の半値幅は200mmの平坦な密度分布となり、反射電力は0となった。2.次に直径300mm、高さ210mm、厚さ5mmの石英管を石英板に接触するようにして同軸状に取り付け、この石英管内を伝搬する表面波の特性を調べた。a)石英管の外部を金属円筒で覆った場合とb)石英管内部を金属円筒で覆った場合の径方向密度分布をプローブで測定した。5.0Paのアルゴンガスを封入し、1.8kWのマイクロ波を入射した。a)の場合、石英管周辺で密度の上昇が観測され、石英板から100mm離れた位置では、b)に比してプラズマ密度が径方向全体に1.5倍程度上昇した。これは、石英管内部を伝搬する表面波がその周辺でプラズマを生成していることで説明できる。これは、石英側壁に沿って伝搬する表面波の波長の干渉測定より裏付けられた。

これにより、平坦な径方向分布からプラズマ半径を放電容器内半径より短くした分布まで、プラズマ密度分布を自由に制御できることを確かめることができた。また、プラズマが側壁から離れると、壁からの不純物発生が大きく減少することも明らかにされた。
生物多様性保全型技術の導入動機形成と意思決定過程に関する実証分析

本研究は、環境保全や生物多様性の維持に資する技術(「以下、生物多様性保全型技術」)の速やかな普及に向けて、効果的かつ効率的な普及方法を提示することを最終的な目的としている。具体的には、新技術導入の導入動機や意思決定過程に注目して分析する。このような知見によって、これから新技術を普及しようとする地域や、普及が順調に進んでいない地域の関係者に対して、技術普及に関わる取組を円滑に進めるための具体的な方策を提案できると思われる。平成30年度は当初の研究計画通りに「朱鷺と暮らす郷認証米」(トキ米)の普及を図っている新潟県佐渡市において、農業者を対象としたアンケートを実施した。JA佐渡の協力により、JA管内の全農業者である約3,300名にアンケートを配布した。回収したアンケートは、技術導入に関する試行段階と確認段階の意思決定、さらに中断、非導入の要因にも注目して分析した。まずトキ米の導入者の導入動機を分析した結果、先行導入者は主にシンボルである生物への貢献や環境保全などの側面に価値を見出して技術を導入したが、それに続く後発導入者は農業所得の向上など主に経済的な側面に価値を見出して技術を導入していた。また、中断者を分析した結果、技術導入の中断を阻止するためには、技術に関する研修会の開催や、高い精算金の実現などが有効であると考えられる。最後に、非導入者の分析から、新規導入者を確保するにあたっては、栽培技術の説明会を毎年開催することが有効であると考えられる。以上の結果を踏まえて平成31年度は、「生物多様性保全型技術」の効果的かつ効率的な普及方法を提示する。当初の「研究計画・研究内容」にそって調査・研究が進展している。具体的には、平成30年度に計画していた対象技術の導入者と非導入者を対象としたアンケート調査を実施し、アンケートの回収と分析を進めることができた。平成31年度は最終年度であるため、前年度までの研究成果のとりまとめと、「生物多様性保全型技術」の効果的かつ効率的な普及方法を提示する。具体的には、どういう生産者に、どういう情報を、どういう方法で広めたら良いのか等ということを検討し、提示する。本研究は、環境保全や生物多様性の維持に資する技術(「以下、生物多様性保全型技術」と呼ぶ)の速やかな普及に向けて、効果的かつ効率的な普及方法を提示することを最終的な目的としている。一年目となる平成29年度は、各事例の実態(技術的特質、普及過程、普及方法、普及率、支援内容、導入者の導入実態など)を明らかにすることを目的として、関係者(技術の導入者、非導入者、普及センター、農協、市役所など)にヒアリング調査を実施した。その結果、「生物多様性保全型技術」の中でも技術によって普及過程や普及率が大きく異なること、技術の非導入者の中には水利条件などの技術的課題を解決できないため、非導入という意思決定をせざるを得なかった者が存在することが明らかとなった。また、技術導入者の導入動機としては、収益性の向上や関係機関とのつながり、補助金などの支援体制が充実していること、シンボルとなる生物への貢献などが挙げられた。これらの調査結果は、平成30年度に実施を予定しているの技術の導入者と非導入者の両方を対象としたアンケートを設計する上で、重要となる。これらの知見を踏まえて、技術の導入動機形成に関するモデル、技術の導入意思決定と非導入意思決定に関する理論的モデルを構築する。その上で、このモデルを実証するためにアンケート調査を平成30年度に実施する。具体的には、各事例の関係者(技術の導入者、非導入者、市役所、普及センター、農協など)へのヒアリング調査を複数回実施し、各技術の特性、普及過程、関係機関からの支援内容、技術の非導入者などに関する実態を把握した。それらの結果を踏まえて、平成30年度中に実施を予定している農業者を対象としたアンケートを設計しているところである。

また、中断者を分析した結果、技術導入の中断を阻止するためには、技術に関する研修会の開催や、高い精算金の実現などが有効であると考えられる。最後に、非導入者の分析から、新規導入者を確保するにあたっては、栽培技術の説明会を毎年開催することが有効であると考えられる。以上の結果を踏まえて平成31年度は、「生物多様性保全型技術」の効果的かつ効率的な普及方法を提示する。当初の「研究計画・研究内容」にそって調査・研究が進展している。具体的には、平成30年度に計画していた対象技術の導入者と非導入者を対象としたアンケート調査を実施し、アンケートの回収と分析を進めることができた。当初の「研究計画・研究内容」にそって、プレアンケートとアンケート調査を実施する予定である。まず、「生物多様性保全型技術」の導入者と非導入者を対象としてプレアンケートを実施し、アンケート票に関する意見を伺うとともに、予備的検討を行い、アンケート項目の精緻化を図る。次に、「生物多様性保全型技術」の普及が図られている地域内の生産者にアンケートを配布し(導入者と非導入者の両方が対象)、返信用封筒を用いて回収する。それと合わせて、各事例に対してフォローアップのヒアリング調査を実施する予定である。平成31年度は最終年度であるため、前年度までの研究成果のとりまとめと、「生物多様性保全型技術」の効果的かつ効率的な普及方法を提示する。具体的には、どういう生産者に、どういう情報を、どういう方法で広めたら良いのか等ということを検討し、提示する。調査協力謝金を計上していたが、これまでに調査を実施した方から関係者を紹介していただいたため、今年度は支払うことがなく、次年度使用額が生じました。この助成金に関しては、平成30年度に計画しているヒアリング調査の日数を増やし、ヒアリング対象を増やすことで、より充実した調査を実施するために使用する予定です。アンケートの回答者に渡す調査協力謝金を計上していたが、配布数が想定したよりも極めて多くなったため、謝金を支払わないこととしたため、次年度使用額が生じました。この助成金に関しては、アンケートの分析結果を現場にフィードバックするため、現地を複数回訪問することで、使用する予定である。
コンソーシアム型標準化による競争環境への影響と企業戦略の研究

競合企業間による協調的な標準化活動は近年になって重要な国際経営上の課題として浮上した。グローバル業界におけるコンソーシアム標準化は、企業が積極的に特許権を取得し技術を所有権化することが過度に進んだことと、技術の成熟化によって差別化が困難になり、低コスト化やリードタイム短縮化がより重要となったからだと考えられる。平成21年度の研究は、まず国内外の文献を収集し、本研究の位置づけと明らかにされていない問題の所在について明確化することから始めた。次に、インタビュー調査を行った。一つは技術規格の標準化を業界全体に推し進めようとしている自動車関連業界の企業2社(独系企業1社、日系企業1社)の標準化活動の担当者にインタビューを行った。二つは、台湾においてEMS企業2社、EMSに部品を供給するPC部品企業1社、日系企業1社、および台湾政府系調査機関にインタビューを行った。これらの二つの調査によって得られた知見は、技術規格を業界に拡大しようとする標準化戦略と、標準的な製品の大量生産によって業界を席巻しようとする意味での標準化戦略では一義的に議論できず、競争に与える影響もまた異なることが認識できた。今後の分析において考慮しなければならない大きな問題点として認識した。22年度には、コンソーシアム型標準化における企業の技術戦略と知的財産権の管理およびその業界競争環境について、引き続きインタビューとアンケート調査によって明らかにしてゆき、学会での報告と研究論文の発表を行ってゆく。平成22年度の研究は、昨年度の研究をさらに深化することを目標に、継続した研究活動を行った。まず、昨年度の研究成果を見直しながら、他の標準化を専門とする先生数名に意見を求めた。一つは技術規格の標準化を業界全体に推し進めようとしているEPC Global社と、深く関係している日本郵船の標準化活動の担当者にインタビューを行った。二つは、台湾においてEMS企業4社と日系企業3社、および台湾政府系調査機関にインタビューを行った。また、これらの活動によって得た人脈から、ニューヨークで行われたクローズな国際標準化会議GS1(Global Standard One)への出席を招待してもらい、コンソーシアム標準化が行われる現場を見る貴重な機会を得た。そこでは、企業間による標準規格への激論が交わされているかと考えていたが、むしろ各国のGSIメンバーが中心となって、標準を策定しようとしている意外な策定過程が見られた。これらの調査によって得られた知見は、技術規格を業界に拡大しようとする標準化戦略と、標準的な製品の大量生産によって業界を席巻しようとする意味での標準化戦略では一義的に議論できず、競争に与える影響もまた異なることが認識できた。研究の成果については、学会報告を二回(国内1回、海外1回)行った。そして、学会報告におけるコメントや質問の内容を加味したものをまとめ、学会誌に査読付き論文として4本掲載された(国内2本、海外2本)。
日本における産業集積の歴史的分析―大都市機械工業集積を中心に―

本研究の目的は、経済発展と産業集積の関連を解明するため、明治期から高度成長期までの東京の機械関連工業を対象に(1)産業集積内部の構造分析と(2)集積が当該産業及び当該地域に与えた影響を分析することである。平成22年度は特に資料収集及び在外研究を行った。1)まず、計画に則りサーベイと資料収集を行った。具体的にはa)精密機械統制会資料「重要工場調査票」、b)「工鉱業会社調査」、c)古河機械金属株式会社所蔵資料の資料収集と、d)「特許明細書」のデータ入力を進めた。a)及びb)は第二次世界大戦前後における機械工業の実態を、c)は一企業の経営判断から機械設備調達市場の実態を明らかにすることが可能な資料である。d)のデータ化は、特許の共有関係などから人的ネットワークの定量的な分析を企図している。
人口減少に対応する社会制度構想の総合的研究

ここまでの5年間、「人口減少時代における地域づくり」というテーマを設け、長野県の3市町村を対象に、全戸配布による質問紙調査を行った。この過程で、信頼、互酬性、社会的ネットワークからなる社会関係資本が地域に住む人びとのwell-being(主観的健康感、生活満足度)や幸福感、外国人への寛容度などを上昇させることを確認した。特に社会関係資本のうちどの要素がよりこれらの諸変数に影響するかをある程度、特定することができた。また調査結果を、調査対象地域の人びとに対して勉強会の形で成果報告した。ここ5年間で得られた研究成果は今後、研究成果の出版という形で社会に還元することを目指す。平成22年度は、「人口減少時代における地域づくり」という共通テーマを設け、この点に関して先進的な取り組みを行っている地方自治体を中心に地域調査、フィールドワーク、聞き取り調査を行なった。具体的には、以下の研究計画に基づき、課題を遂行した。(1)人口問題を考える上で重要となるミシェル・フーコーの『性の歴史』ならびに統治性論の理論枠組みが、日本社会で応用可能かについて世界社会学会にて学会発表を行なった。また公共社会学や地域づくりの観点からみて、日本国内で先進的な取り組みを行っている地方自治体(主として長野県飯田市)の関係者、住民にインテンシヴな聞き取り調査を行なった。(2)世代間公平に配慮した年金制度、すべての子どもに平等な子育て支援のしくみを構想するために、現在の年金制度・子育て支援の具体的な改革案を構想する。そのために、主として国が行っている政策体系を総ざらいするための文献収集を行なった。(3)地域づくりのなかでも、地域間競争に対応する地域経営の戦略的取組みとして、地域のブランド化、町並み保存、交流人口の拡大策など、人口減少問題を考える際に、より必要になる具体的なテーマについて、長野県飯田市を対象に、アルバイト調査員を用いて、1人では実行不可能な規模の聞き取り調査・質問紙調査した。平成23年度は、「人口減少時代における地域づくり」という共通テーマを設け、この点に関して先進的な取り組みを行っている地方自治体を中心に地域調査、フィールドワークを行うとともに、ソーシャル・キャピタルを測定する質問紙調査を行なった。(1)人口問題を考える上で重要となる少子化問題について、アメリカ合衆国の社会問題学会において報告を行った。(2)また公共社会学や地域づくりの観点からみて、日本国内で先進的な取り組みを行っている地方自治体(主として長野県下伊那郡・塩尻市)の関係者、住民にインテンシヴな聞き取り調査を行なった。(3)地域づくりのなかでも、地域間競争に対応する地域経営の戦略的取組みとして、町並み保存、交流人口の拡大策など、人口減少問題を考える際に、より必要になる具体的な政策を行なっている長野県塩尻市奈良井・木曽平沢地区を対象に、全戸配布による質問紙調査を行った。その成果は東京大学文学部社会学研究室(編)『人口減少時代の地域づくりIII-ソーシャル・キャピタルの観点から』として公刊された。ここまでの3年間、「人口減少時代における地域づくり」というテーマを設け、この点に関して先進的な取り組みを行っている地方自治体を中心に地域調査を実施し、社会的ネットワーク、信頼、互酬性を構成要素とするソーシャル・キャピタルを測定する質問紙調査を行なった。平成25年度は以下の研究計画に基づき、課題を遂行した。(1)公共社会学や地域づくりの観点からみて、日本国内で先進的な取り組みを行っている地方自治体の関係者や住民にインテンシヴな聞き取り調査を行なった。(2)地域づくりのなかでも、地域間競争に対応する地域経営の戦略的取組みとして、町並み保存、交流人口の拡大策など、人口減少問題を考える際に、より必要になる具体的な政策を行なっている長野県小布施町、下伊那郡清内路村、塩尻市奈良井を対象に、全戸配布による質問紙調査を行った結果を、地域の人々にフィードバックし、それをもとに再分析を行なった。その成果は東京大学文学部社会学研究室(編)『人口減少時代の地域づくりV』として公刊された。この過程で、信頼、互酬性、社会的ネットワークからなる社会関係資本が地域に住む人びとのwell-being(主観的健康感、生活満足度)や幸福感、外国人への寛容度などを上昇させることを検証した。人口減少を所与とし、かつグローバルな地域間競争にさらされる21世紀の日本の地域社会においては、人びとの「つながり」や「絆」のどのようなパタンが、地域の持続可能性を高めるかについての詳細な分析が急務であり、ここまでの研究は、人口減少社会の社会構想を考える上でも重要な意義をもつ。

平成24年度は、「人口減少時代における地域づくり」という共通テーマを設け、この点に関して先進的な取り組みを行っている地方自治体を中心に地域調査を実施し、社会的ネットワーク、信頼、互酬性を構成要素とするソーシャル・キャピタルを測定する質問紙調査を行なった。具体的には、以下の研究計画に基づき、課題を遂行した。(1)社会問題を分析する手法としての構築主義について、香港大学において研究報告を行なった。(2)公共社会学や地域づくりの観点からみて、日本国内で先進的な取り組みを行っている地方自治体(主として長野県下伊那郡)の関係者や住民にインテンシヴな聞き取り調査を行なった。(3)地域づくりのなかでも、地域間競争に対応する地域経営の戦略的取組みとして、町並み保存、交流人口の拡大策など、人口減少問題を考える際に、より必要になる具体的な政策を行なっている長野県小布施町、下伊那郡清内路村、京都府綾部市を対象に、全戸配布による質問紙調査を行った。その成果は東京大学文学部社会学研究室(編)『人口減少時代の地域づくりIVー「元気な地域」を比較する』として公刊された。この過程で、信頼、互酬性、社会的ネットワークからなる社会関係資本が地域に住む人びとのwell-being(主観的健康感、生活満足度)や幸福感、外国人への寛容度などを上昇させることができるかどうかを検証できた。特に社会関係資本のうちどの要素がよりこれらの諸変数に影響するかをある程度、特定することができた。人口減少を所与とし、かつグローバルな地域間競争にさらされる21世紀の日本の地域社会においては、人びとの「つながり」や「絆」のどのようなパタンが、地域の持続可能性を高めるかについての詳細な分析が急務であり、ここまでの研究は、人口減少社会の社会構想を考える上でも重要な意義をもつ。ここまでの5年間、「人口減少時代における地域づくり」というテーマを設け、この点に関して先進的な取り組みを行っている地方自治体を中心に地域調査を実施し、社会的ネットワーク、信頼、互酬性を構成要素とするソーシャル・キャピタルを測定する質問紙調査を行なった。平成26年度は以下の研究計画に基づき、課題を遂行した。特に長野県小布施町、下伊那郡清内路村、塩尻市奈良井を対象に、全戸配布による質問紙調査を行った結果を、地域の人々にフィードバックし、それをもとに再分析を行なった。その成果は東京大学文学部社会学研究室(編)『人口減少時代の地域づくりV』として公刊された。この過程で、信頼、互酬性、社会的ネットワークからなる社会関係資本が地域に住む人びとのwell-being(主観的健康感、生活満足度)や幸福感、外国人への寛容度などを上昇させることを検証・確認した。人口減少を所与とし、かつグローバルな地域間競争にさらされる21世紀の日本の地域社会においては、人口減少社会の社会構想を考える上でも重要な意義をもつ。また特に地域単位では明確に社会関係資本と関連がみられる「信頼」や「互酬性」、地域の特性であるジニ係数などいくつかの変数が、個票単位で分析した時には必ずしも明確な形では現れない点が確認されたことなどは、既存研究のブレークスルーとなりうる大きな達成であった。
精神病患者の家族支援システムの開発に関する研究

本研究は,精神病をもつ患者をケアする家族の困難と対処の観点から家族支援システムを開発すること(平成14年度)を目標として,家族の困難-対処モデルの構築(平成11年度),困難-対処質問紙の開発(平成12年度),困難-対処モデルの妥当性の検討(平成13年度)を行った.結果は以下のとおりである.1.家族の困難-対処モデルの構築には家族へのインタビューを行い,以下の知見が得られた.(1)家族のケア提供上の困難は患者の日常生活面での障害,情報の欠如,精神障害に対する社会的拒否から派生しており,その結果,未来への悲観,共鳴的苦痛,孤立感を感じている.(2)家族はケア知識の獲得,医療継続への関与,患者の能力の活用,障害者擁護をとおして患者の社会性回復と社会的自立を援助するとともに,自身の健康維持にも努めている.(3)患者の生活を保障しようとする家族の「応答性」と,家族自身の生活を保障しようとする家族の「自己配慮」が,「共栄型」「一体型」「自己保存型」「無力型」といった家族のケア提供上の対処様式を説明する.2.家族の困難-対処モデルの検討には,.困難-対処質問紙を用いた質問紙調査を行った.家族生活の制約を従属変数とした重回帰分析(ステップワイズ法)の結果,家族へのサポートと家族の対処は排除され,家族生活の制約を説明する変数は,(1)ケア資源の不足,(2)患者の問題行動,(3)病気を隠すこと,であることが示された.3.家族支援システムの開発には,家族支援に関する資料収集や聞き取りを行い,次の知見が得られた.(1)現行の家族支援は,ケア提供者(治療協力者)としての家族の力量を高める側面と,生活者としての家族の生活の質を高める側面から行われている.(2)家族は,市民としての患者の生活と権利を保障する制度や援助を望んでいる.総括として,患者と家族双方の回復と発展に向けた家族支援システムの試案を作成した.本研究は,精神病をもつ患者をケアする家族の困難と対処の観点から家族支援システムを開発すること(平成14年度)を目標として,家族の困難-対処モデルの構築(平成11年度),困難-対処質問紙の開発(平成12年度),困難-対処モデルの妥当性の検討(平成13年度)を行った.結果は以下のとおりである.1.家族の困難-対処モデルの構築には家族へのインタビューを行い,以下の知見が得られた.(1)家族のケア提供上の困難は患者の日常生活面での障害,情報の欠如,精神障害に対する社会的拒否から派生しており,その結果,未来への悲観,共鳴的苦痛,孤立感を感じている.(2)家族はケア知識の獲得,医療継続への関与,患者の能力の活用,障害者擁護をとおして患者の社会性回復と社会的自立を援助するとともに,自身の健康維持にも努めている.(3)患者の生活を保障しようとする家族の「応答性」と,家族自身の生活を保障しようとする家族の「自己配慮」が,「共栄型」「一体型」「自己保存型」「無力型」といった家族のケア提供上の対処様式を説明する.2.家族の困難-対処モデルの検討には,.困難-対処質問紙を用いた質問紙調査を行った.家族生活の制約を従属変数とした重回帰分析(ステップワイズ法)の結果,家族へのサポートと家族の対処は排除され,家族生活の制約を説明する変数は,(1)ケア資源の不足,(2)患者の問題行動,(3)病気を隠すこと,であることが示された.3.家族支援システムの開発には,家族支援に関する資料収集や聞き取りを行い,次の知見が得られた.(1)現行の家族支援は,ケア提供者(治療協力者)としての家族の力量を高める側面と,生活者としての家族の生活の質を高める側面から行われている.(2)家族は,市民としての患者の生活と権利を保障する制度や援助を望んでいる.総括として,患者と家族双方の回復と発展に向けた家族支援システムの試案を作成した.精神病患者を地域でケアしている家族ケア提供者の負担,負担に影響を与える諸因子および負担に対する対処方法を明らかにして,精神病患者の家族ケア提供者の負担-対処モデルの構築を目的として,精神病患者をケアする成人した家族成員を対象にインタビュー調査を実施した。対象は千葉県A市及び東京都B区在住の43名で,平均年齢61.2(±9.8)歳,平均ケア歴12(±6.8)年であった。母親の占める割合は60.5%,父親20.9%,同胞14%,配偶者4.7%,患者との同居率は81.4%,家族会所属率60.5%,年収250万円以下の家族が11.6%であった。患者の平均年齢は38.2(±12.5)歳で,平均入院回数は2.1(±2.1)回,男性の割合は61%であった。データ収集は,インタビューガイドに基づいた公式インタビューの録音,非公式のインタビュー記録,家族会で得られた観察情報の記録をとおして行った。データ分析には仮説生成的な技法を用い,以下の結果を得た。1)家族ケア提供者の負担は共鳴的な痛みと予定外のケア役割への負担感という中心テーマが析出され,負担の結果は精神的健康の低下であった。2)家族ケア提供者の対処は,主として患者の心理社会的安寧を確保することに向けられ,医療継続への関与,ケア知識の学習,患者の能力の活用,患者の社会性回復と社会的自立への援助,ケア提供者自身の健康維持に分類できた。

対処の結果には,ケアヘの自信,互恵関係の維持,社会への再参入が含まれた。3)家族ケア提供者の負担は,患者の状態,ケアの内容と量,患者及びケア提供者の年齢と性別,患者-ケア提供者の関係及び親密度,ケアの知識と技術,支援の質と量,精神保健福祉資源等の影響を受けると考えられた。また対処と対処の結果は負担を媒介し,負担の結果に影響を与えると考えられた。今回の研究の特徴は,精神病患者の家族ケア提供者の負担と対処の関係を体系的に示し,かつ患者の自立を促す家族の対処方法を明らかにした点にある。精神障害者の家族のケア提供上の困難と対処に関する無記名自記式の質問紙を開発し,その信頼性と妥当性を検討した.対象は首都圏近郊に在住する精神障害者の家族ケア提供者287名で,161家族から回答を得た(回収率56.1%).そのうち有効回答数は151部であった(有効回答率52.6%).また,同意の得られた回答者62名に対し,2週間後に再テストを行った.回答者の平均年齢は60(±9.2)歳であった.回答者のうち,親の占める割合は77.5%,同胞13.2%,配偶者6%,その他3.3%であった.患者との同居率は80.8%,家族会所属率64.2%,年金を収入源とする家族が46.4%であった.患者の平均年齢は38(±13.1)歳,平均罹病期間15.1(±10.4)年,平均入院回数2.4(±2.7)回,平均総入院期間3.9年(±7.6年)であった.患者のうち男性の占める割合は63.6%,女性36.4%であった.質問紙の開発は,前年度の結果及び先行研究で使用された尺度を参考に行った.その後,精神障害者の家族10名に対し質問紙への回答を依頼し,答えにくい項目や不適切な項目に関して意見を求め,項目を修正,削除,追加した.尺度の信頼性の検討にはα係数と再テスト法による相関係数を算出し,内的構造の確認には因子分析を行った.また,尺度全体の得点と相関の弱い項目(r≦0.4)及び重複した項目は削除した.統計解析ソフトはSPSS10.0J for Windowsを用いた.困難尺度(15項目)のα係数は0.843,初回テストと再テストの相関係数は0.822,対処尺度(34項目)のα係数は0.929,初回テストと再テスト間の相関係数は0.905であり,両尺度ともに内的整合性及び安定性があることが示された.主成分分析により,負担尺度は「つきあいのトラブル」「日常生活の制約」「将来の不安」「後悔」の4因子が,対処尺度は「本人の交流支援」「受容的接触」「家族間相互支援」「情報収集と活用」「家族内相互支援」「楽観視」「支援の動員」「自己管理」の8因子が抽出された.精神障害者の家族ケア提供者の困難と対処に影響する要因を探索するため、質問紙(無記名自記式)調査を実施した。質問紙を配布した家族442名のうち、248家族から回答を得た(回収率56.1%)。回答者の平均年齢は63.6(±9.5)歳であった。回答者のうち、男性の占める割合は25.2%、女性74.8%、親の占める割合は89.7%、同胞4.1%、配偶者3.3%、子供1.2%、その他1.7%であった。患者との同居率は88.2%、家族会所属率79.4%、年金を収入源とする家族が51.2%であった。障害者の平均年齢は37.9(±11.9)歳、平均罹病期間16.3(±9.9)年、平均入院回数3.9(±9.9)回、平均総入院期間3.5年(±6.5年)であった。障害者のうち男性の占める割合は56.1%であった。
前立腺の癌化に伴う前立腺特異抗原(PSA)の糖鎖構造の変化についての検討

背景:前立腺特異抗原(PSA)の臨床上の有用性は高く評価されているが、癌特異性を欠くため限定されたものにとどまっている。最近、糖蛋白中の糖鎖構造が悪性化に伴い変化することが各種の臓器で報告されている。糖蛋白の一種であるPSAの糖鎖構造はAsn-45位に結合したN結合型糖鎖のみであることが明らかにされているが、前立腺の癌化に伴うPSAの糖鎖構造の変化に関する報告は殆どみられない。本研究では前立腺肥大症(BPH)と前立腺癌(PCa)の組織中PSAの糖鎖構造の相違をレクチン親和性カラムクロマトクラフィーにて検討した。対象および方法:BPHとPCaの組織は前立腺疾患にて開腹手術を施行された患者より本人の同意の上、採取した。採取後直ちに凍結し-80°Cにて保存した。組織にバッファーを加えホモゲネートしこれを105000gにて20分間遠心、上清をコンカナバリンA(Con A)カラムに添加した。α-methyl-D-mannoside(10および500nmol/l)を含むバッファーにて溶出し、非結合、弱結合、強結合の3分画に分離した。結果:Con A非結合分画の相対量がPCa組織においてBPH組織に比して増加していた。考察:PSAの糖鎖構造がPCa組織において質的に変化していることが示唆された。PSA糖鎖構造の癌化に伴う変化がさらに詳細に解明され、それらがさらに血流サンプルにおけるPSAの質的変化の検出に結びつくならば、PCaの早期診断において画期的な意義をもたらすものと考えられる。
新規感染症治療薬のリード化合物の創出

本研究では、カイコ黄色ブドウ球菌感染モデルでの治療効果を指標に探索された3つの化合物について、その活性と、作用機序解析を実施した。化合物の抗菌スペクトラムを解析したところ、何れも黄色ブドウ球菌、及び多剤耐性黄色ブドウ球菌に対して抗菌活性を示した。1つの化合物について、RNA合成を阻害し、RNAポリメラーゼのシグマ因子を標的とする新しいメカニズムで抗菌活性を示すと考えられた。また、マウス黄色ブドウ球菌感染モデルにおいても、延命効果を示した。これらの結果から、カイコ細菌感染モデルは、天然物だけでなく、有機合成化合物からの治療効果を有する新規抗菌薬の探索にも有効であると考えられる。本研究では、カイコ黄色ブドウ球菌感染モデルでの治療効果を指標に探索された3つの化合物について、作用機序解析を実施した。化合物の抗菌スペクトラムを解析したところ、いずれも黄色ブドウ球菌、及び多剤耐性黄色ブドウ球菌に対して抗菌活性を示したが、化合物Bは抗菌活性がやや低く、またカイコモデルにおける治療効果も残りの2つと比べ弱いものであったことから、今後の解析が困難であると判断し研究の対象から除外した。化合物A, Cについては、抗菌スペクトラムがやや狭いものの、多剤耐性黄色ブドウ球菌に対する効果がメチシリン感受性株と変わらなかった。2つの化合物について、黄色ブドウ球菌に対する作用様式を検討したところ、化合物Aは弱い殺菌性を示し、化合物Bは静菌的であった。両者の黄色ブドウ球菌のDNA、RNA、タンパク質、及びペプチドグリカンの高分子合成に対する阻害活性を検討したところ、化合物AはRNA合成が阻害され、タンパク質合成が部分的に阻害された。また化合物CはRNA合成が主に阻害され、及びタンパク質合成が部分的に阻害された。従って、両者ともRNA合成経路に特異的に作用する可能性が考えられた。そこで、その作用機序を明らかにするため、耐性変異株を取得し、その遺伝子変異部位を次世代シークセンサーによって解析した。化合物Aについては、これまでのところ耐性株間で共通した遺伝子変異が認められず複数の要因によって耐性化していると考えられた。化合物Cについては、複数の独立に取得された株間で共通して遺伝子変異が認められた。現在、この遺伝子産物に対する活性が阻害されるか否かについて生化学的な解析に着手している。さらに、化合物Cについてマウス黄色ブドウ球菌感染モデルにおける治療効果を検討した。初期検討の結果、化合物を投与できる最大の用量で延命効果が見いだされた。また、マウスに対する顕著な毒性は認められなかった。前年度に解析が進んだ化合物Cについて、作用機序解析を実施した。これまでの研究により、化合物Cは黄色ブドウ球菌の高分子合成のうちRNA合成を特異的に阻害し、RNAポリメラーゼのσサブユニットをコードする遺伝子に変異を有する、独立した2つの耐性変異株を取得していた。さらに、ファージトランスダクション法によって、σサブユニットの変異が化合物に対する耐性獲得を起こすことを明らかにした。その株におけるRNA合成に対する化合物Cの効果を検討したところ、野生型はRNA合成が阻害されるのに対して、耐性変異株は薬剤を加えてもRNA合成が阻害されなかった。また、部分精製したRNAポリメラーゼの試験管内における活性についても、化合物Cは野生型由来のRNAポリメラーゼのプロモーターからの転写は阻害するが、変異株由来のものは耐性を示した。また、大腸菌のRNAポリメラーゼのコア酵素に、黄色ブドウ球菌の野生型と変異型のσサブユニットを加えてホロ酵素を形成させ、化合物Cに対する感受性について検討したところ、変異型は野生型に比べて試験管内転写活性は耐性を示した。さらに、化合物CはRNAポリメラーゼのσサブユニットに結合した。これらの結果から、化合物Cは、RNAポリメラーゼのσサブユニットを標的として抗菌活性を示していることが明らかになった。これまで、σサブユニットを標的とする小分子の抗菌化合物は知られておらず、本化合物は新しいメカニズムを有していると考えられる。当初の研究計画に従って、順調に解析が進行している。当初、3つの化合物について解析予定であったが、1つの化合物については科学的な合理性から、解析を行うことが適当ではないと判断し、もう1つの化合物については、作用標的解析が困難である可能性が考えられ、本研究の中心的課題であるリード化合物の創出には時間が必要とされると予想されるため、本研究期間中に予想された成果が得られないと判断し別のプロジェクトとして取り扱うこととした。残り1つの化合物については、当初計画通りの成果が得られており、今後の解析により本研究の目的である抗菌化合物のリード化合物として有用であることを示すことが可能であると考えられる。従って、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。

微生物学同定された標的については、黄色ブドウ球菌における取り扱いが難しいことがこれまでの論文報告から判明しており、当初計画にあったX線構造解析は極めて挑戦的な課題となっている。本研究では、共同研究により有機合成展開を実施して頂く際に、化合物をビオチン化した誘導体を合成して頂き、相互作用が認められるか否かについて検討する。また、化合物の注射用剤に対する溶解性が低いことが判明したため、薬物動態解析について低濃度で解析する手法の確立が必要であることから、その検討を実施する。その他の事項については研究計画通りに推進する。次世代シークセンサーを用いた解析について共同研究により費用を節約することができたため。節約できた研究費については、今年度実施する類似する化合物の種類を増やし解析の充実を図る。また、ビオチン化化合物の解析に必要なマグネットビーズの購入費に充てる。マウスモデルにおける治療効果の評価と、薬物動態の解析に必要なマウスの数を増やし、十分な統計解析が可能な実験系で実施する。
肺癌の進展・転移における小胞体ストレス応答の機能解析

申請者は、肺癌細胞株を用いて、肺癌の進展・転移における小胞体ストレス応答の関与について検討した。高転移株では低転移株と比較して、小胞体ストレスに対する応答が高く、小胞体ストレス感受性の高さが転移に有利に働いている可能性が示唆された。さらに、小胞体ストレス刺激によって誘導される血管新生因子Angptlは血管、リンパ管新生を誘導し、癌細胞周囲の環境を整え、癌の浸潤・転移能を促進していることを明らかにした。申請者は、同じヒト肺癌細胞株由来の高頻度リンパ節転移株と通常の株を保持しており、これらの細胞に小胞体ストレスを惹起させ、小胞体ストレス関連分子の活性化について検討した。小胞体ストレス誘導剤であるタプシガルギン、ツニカマイシンにて刺激を行ったところ、高転移株では通常株と比較して、CHOP、Bipの誘導が高かった。また、免疫不全状態マウス(NOJマウス)にこれらの細胞株を皮下移植しマウス担癌モデルを作成した。腫瘍の大きさ、血管新生の程度は移植後4週目においては、両群に差を認めなかった。摘出した腫瘍をBiPにて免疫染色を行ったところ、高転移株の方がBiPの発現を強く認めた。申請者らはヒト単球性細胞株THP-1を用いて、小胞体ストレス刺激を行いcaspase-5が誘導されることを見出している。THP-1細胞においては、ツニカマイシン、タプシガルギン刺激にてcaspase-5の著しい誘導を認めた。癌細胞は自身の著しい増殖能のため腫瘍内部は低酸素・低栄養状態であることは以前より報告されている。申請者は、高転移株、通常株を無グルコース、1%FCS培地にて24時間培養し、CHOP、BiP、caspase-5の誘導をリアルタイムPCRを用いて解析したところ、高転移株において、CHOP、BiP、caspase-5の誘導を認めた。一方、通常株においては、それらの遺伝子の誘導は高転移株と比較して低値であった。これらの結果より、高転移株は小胞体ストレスに対する応答が高く、その結果転移に優位に働いている可能性が示唆された。癌転移におけるcaspase-5の役割は未だ不明であり、今後はさらなる解析が必要であると思われる。申請者は小胞体ストレス刺激によって、血管新生因子Angptlが誘導されることを見出した。そこで、申請者が所持している同じヒト肺癌細胞株由来の高頻度リンパ節転移株と通常の株を用いて、Angptlの誘導について検討した。これらの2種類の細胞株を用いて、転移しやすい細胞としにくい細胞においてAngptl発現比較解析が容易になる。がん細胞は自身の著しい増殖能のため、血管から供給される酸素、栄養が不足し、がん病巣の中心部に近い領域は低酸素、低栄養状態であることが知られている。申請者は上述の2種類の細胞株を用いて、実際の生体における癌の環境(低酸素、低栄養状熊)を誘導して、Angptlの発現をmRNAレベルで比較検討した。低酸素、低栄養状熊では、転移しやすい細胞株の方が、Angptlの誘導能が高かった。さらに、Angptlを持続発現する細胞株を樹立し、代表的な肺癌治療薬シスプラチンにて処理すると、通常の細胞株と比較してAngptlを発現している細胞株は生存能が高いことが示された。申請者は、以前ツニカマイシン、タプシガルギンなどの小胞体ストレス誘導剤によってAngntlが誘導されることをあきらかにしている。今回の結果より、実際の生体で生じていると考えちれる低酸素、低栄養条件といった小胞体ストレスが生じた際、Angptlが誘導され、Angptlを発現している細胞は、化学療法に抵抗性をもつ可能性が示唆された。またAngptlは血管、リンパ管新生を誘導する因子でもあるため、Angptlを発現している細胞は、治療抵抗性をもつだけではなく、がん細胞周囲の環境を整え、がんの浸潤・転移能が高いことが示唆された。今後はAngptl発現細胞で、がん浸潤・転移が促進されるメカニズムについて、より詳細な解析が必要であると思われる。
中性子回折による含水マグマの構造測定：水素位置の圧力依存性の解明

地球内部でのマグマの挙動を解明するために、マグマの構造の圧力変化を理解することは重要な研究アプローチの1つである。そこで本研究では量子ビームを使った回折実験からマグマの構造決定を試みている。本研究の成功のためには含水マグマを長時間保持できるカプセルを使用する必要がある。そのために様々な材料をテストし、最適なカプセル材を選択することができた。そして、そのカプセルを用い、大強度陽子加速器施設J-PARCの超高圧中性子回折装置PLANETを利用した中性子回折実験と高エネルギー加速器研究機構KEK内のPF-ARのNE5CでのX線回折実験を通して、含水珪酸塩ガラス・メルトの構造を高圧下で測定することに成功した。含水ナトリウム珪酸塩メルト:NE5Cにおいて3GPaまでの圧力条件下でX線回折実験に成功し、構造データを取得した。含水量に応じて、四面体構造の変化を確認することができた。また、PLANETでは高温高圧下で中性子回折実験を実施し、シグナルの取得に成功した。解析は現在進行中であるが、うまく解析を進めることで、メルト中の水素位置の決定を目指している。。含水ナトリウム珪酸塩ガラス:PLANETにおいて圧力2GPaの条件下で異なる含水量のガラスの中性子回折実験を実施した。短距離・中距離構造の含水量依存性を明らかにするとともに、水素-酸素結合に由来するピークを確認した。水素がネットワーク構造へ及ぼす影響や水素位置の圧力依存性などの解明に繋がる重要なデータを取得できた。上述した研究成果は様々な国際・国内会議で発表しており、国際誌への投稿も進めている。また、J-PARCのPLANETで高圧下での含水ナトリウム珪酸塩ガラスの中性子回折実験に成功した。水素由来のシグナルを確認することができ、含水ガラスのネットワーク構造内での水素位置の挙動を理解するための大きな一歩となった。この研究成果に関しても、国際・国内学会で発表しており、国際誌への投稿準備中である。国際誌などで発表できる研究成果を多く挙げることに成功しており、順調に研究が進展している状況である。実験を継続していくより多くのデータ収集を行う。特に含水マグマの中性子回折実験を通して、マグマ中の水素位置の圧力依存性を明らかにする。最終的には含水マグマの高密度化プロセスを解明することで、地球内部で滞留するマグマの重力的安定性をの議論していく。地球内部でのマグマの挙動を解明するためには、高圧下でのマグマの構造変化を理解することが重要である。本研究では主に大強度陽子加速器施設J-PARCの超高圧中性子回折装置PLANETを利用し、高圧下で1)玄武岩ガラス、2)珪酸塩融体の中性子回折実験をすることで、その構造解析を実施した。1)玄武岩ガラス:高圧発生装置にパリ-エジンバラプレスを使うことで18GPaまでの圧力条件下で中性子回折実験を行い、圧力起因の構造変化を調べた。また、比較のために同試料のX線回折実験をPF-ARのNE5Cビームラインで実施した。NE5Cでは6-6式高圧セルで試料に圧力をかけて、白色X線を使ったエネルギー分散X線回折実験を行った。X線回折と中性子回折の2つの実験結果を組み合わせることで構造の情報を補完し合い、圧力起因の玄武岩ガラスの構造変化を精密に決定することができた。特徴としては、10GPa以下では中距離構造の収縮が支配的であるが、より高圧下では徐々に短距離構造に変化が見られた。上述した研究成果は国際会議で4件、国内会議で1件発表しており、国際誌への投稿も進めている(1本:改定中、2本:準備中)。2)珪酸塩融体:6軸プレス「圧姫」で用いる試料容器・高圧セルの最適化を行い、高温高圧下で安定に中性子回折実験を続けられる高圧セル構成を構築した。それを使って、ナトリウム-アルミニウム珪酸塩メルトの中性子回折実験を圧力2GPa、温度1800Kの条件下で成功した。また、金属カプセルやダイアモンドカプセルなど様々な材質の試料容器テストを重ねており、含水マグマの中性子回折実験に取り組む準備も進んでいる。最初の成果である玄武岩ガラスのX線回折実験は国際誌へ投稿・改訂中である。J-PARCのPLANETで高圧下での中性子回折実に成功し、玄武岩ガラスの構造解析をするという目的も達することができた。この研究成果も投稿準備中である。珪酸塩ガラスの中性子回折実験はシリカ(SiO2)ガラス以外ではほとんど報告されていなく、本研究で調べた玄武岩ガラスの構造からSi4+以外の陽イオンが珪酸塩ネットワークに及ぼす影響の理解に繋がる新たな知見を得ることができた。また、含水マグマの中性子回折実験を着手するための準備も順調に終えることができた。

そして、そのカプセルを用い、大強度陽子加速器施設J-PARCの超高圧中性子回折装置PLANETを利用した中性子回折実験と高エネルギー加速器研究機構KEK内のPF-ARのNE5CでのX線回折実験を通して、含水珪酸塩ガラス・メルトの構造を高圧下で測定することに成功した。含水ナトリウム珪酸塩メルト:NE5Cにおいて3GPaまでの圧力条件下でX線回折実験に成功し、構造データを取得した。含水量に応じて、四面体構造の変化を確認することができた。また、PLANETでは高温高圧下で中性子回折実験を実施し、シグナルの取得に成功した。解析は現在進行中であるが、うまく解析を進めることで、メルト中の水素位置の決定を目指している。。含水ナトリウム珪酸塩ガラス:PLANETにおいて圧力2GPaの条件下で異なる含水量のガラスの中性子回折実験を実施した。短距離・中距離構造の含水量依存性を明らかにするとともに、水素-酸素結合に由来するピークを確認した。水素がネットワーク構造へ及ぼす影響や水素位置の圧力依存性などの解明に繋がる重要なデータを取得できた。上述した研究成果は様々な国際・国内会議で発表しており、国際誌への投稿も進めている。また、J-PARCのPLANETで高圧下での含水ナトリウム珪酸塩ガラスの中性子回折実験に成功した。水素由来のシグナルを確認することができ、含水ガラスのネットワーク構造内での水素位置の挙動を理解するための大きな一歩となった。この研究成果に関しても、国際・国内学会で発表しており、国際誌への投稿準備中である。国際誌などで発表できる研究成果を多く挙げることに成功しており、順調に研究が進展している状況である。含水マグマの中性子回折実験を通して、マグマ中の水素位置の圧力依存性を明らかにする。含水マグマの高密度化プロセスを解明することで、地球内部で滞留するマグマの重力的安定性をの議論していく。実験を継続していくより多くのデータ収集を行う。特に含水マグマの中性子回折実験を通して、マグマ中の水素位置の圧力依存性を明らかにする。最終的には含水マグマの高密度化プロセスを解明することで、地球内部で滞留するマグマの重力的安定性をの議論していく。