hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小天体の表面更新過程理解のための実験的研究

本研究の目的は、レゴリス対流による小惑星表面更新の可能性を定量的に評価することである。先行研究では「隕石衝突起源の振動の繰り返しによってレゴリス層(小惑星表面の粒状堆積物)に構成粒子の対流運動が生じ、表面更新が生じる可能性」が指摘されている。本研究では、小惑星表面環境における粒子対流運動のタイムスケールを見積もり、小惑星寿命等の特徴的タイムスケールと比較することで、表面更新の可能性を定量的に評価することを試みた。これまで、(1)粉粒体が振動を受けた際に生じる構成粒子の対流運動の速度に対する振動・重力の依存性を室内実験で調べる(2)(1)で得られた結果と先行研究のモデルを用いて、隕石衝突に誘発されたレゴリス対流による表面更新モデルを構築するの2点を実施し、(1)および(2)で得られた知見からレゴリス対流よって小惑星表面更新が生じる可能性があることを明らかにした。平成28年度は、レゴリス対流による粒子移動の最低発生基準を見直し、すでに公表した表面更新モデルの改定を行った。また、(1)で実施した実験内容および改定したモデルを博士論文としてまとめる作業等を行った。一方で、改定したモデルは、日本流体力学会、EGU 2016 General Assembly、48th LPSCといった国内外の学会で逐次発表した。また、研究会「衝突・振動による固体天体表面進化と粉体物理」を開催し、米国Purdue大学で活躍される若手研究者を招き、直近のトピックを交えて粉体物理と天体表層進化の分野横断的な議論を行った。こうした過程を経て、申請者は本研究を「レゴリス対流による小惑星表面更新過程の実験とモデルによる研究」というタイトルでまとめ、学位を取得した。上記のような、より有意義な研究活動の実施したため、当初予定していた系統的減圧実験は実施しなかった。28年度が最終年度であるため、記入しない。小惑星イトカワにおいて、振動を受けた粉粒体に生じる対流現象(粉体対流)の実験観測を基に「隕石衝突起源の振動の繰り返しによってレゴリス層(小惑星表面を覆う砂礫のような堆積層)が流動化し対流する」現象が仮説として提案されている。本研究の目的は、上記の「レゴリス対流」仮説の実現可能性を定量的に評価することにある。「レゴリス対流」仮説の検証は、小惑星表層の進化史を解明するために重要な研究テーマの一つである。「レゴリス対流」仮説を検証するためには,レゴリス対流により表面を更新するために必要な時間(タイムスケール)を見積もり,それを小惑星の寿命等の特徴的タイムスケールと比較する必要がある。そのため、本研究では、(1)レゴリスのような粉体物質が振動を受けた時に発生する粉体対流の対流速度と振動や重力に対する依存性を室内実験で調べること(2)(1)で得られた結果と先行研究のモデルを用いて「隕石衝突に誘発される粉体対流効果による表面更新」モデルを構築し、その実現可能性を評価することの2点を計画している。今年度は,研究内容(2)について、小惑星表面でのレゴリス対流効果による表面更新のタイムスケールを算出する数値的および半解析的モデルを世界に先駆けて開発した。モデルによる推定の結果、小惑星表面のレゴリス層は天体衝突起源の振動によって流動化し、対流することにより更新される可能性があることを明らかにした。得られた成果は論文にまとめられ、国際誌Icarusで発表した。「研究実績の概要」で挙げた2つの研究内容について、その進捗状況を述べる。(1)では、報告者は粉体層内部を可視化し、振動を加えた時の粉体層の挙動を調べる実験を予定していた。粉体層内部の可視化の実験技術は報告者の所属する研究室では確立されてないため、報告者は台湾の中央研究院物理研究所を訪問し、可視化の実験技術の習得に努めた。しかし、台湾での実験活動を通じて、習得に努めていた可視化の実験技術では振動を加えた粉体に生じる対流現象を調べることは困難であることが改めて分かった。(2)では、上述のようにモデルの構築およびレゴリス対流仮説の実現可能性の検証に成功した。粉体対流効果によるレゴリス層更新のタイムスケールを推定するためには、小惑星上で粉体対流によって運動するレゴリス粒子の速度(対流速度)を推定することが重要となる。我々は、これまでの研究で、ガラスビーズを用いた室内実験から対流速度を測定し、対流速度と重力・振動の関係則を得ていた。この関係則は真空環境や容器壁の影響が考慮されてない単純なものである。しかし、先にレゴリス対流による表面更新過程の全体像を把握しておくことは重要であると考え、既存の実験結果を用いて、レゴリス対流による表面更新モデルを構築した。

これまで、(1)粉粒体が振動を受けた際に生じる構成粒子の対流運動の速度に対する振動・重力の依存性を室内実験で調べる(2)(1)で得られた結果と先行研究のモデルを用いて、隕石衝突に誘発されたレゴリス対流による表面更新モデルを構築するの2点を実施し、(1)および(2)で得られた知見からレゴリス対流よって小惑星表面更新が生じる可能性があることを明らかにした。平成28年度は、レゴリス対流による粒子移動の最低発生基準を見直し、すでに公表した表面更新モデルの改定を行った。また、(1)で実施した実験内容および改定したモデルを博士論文としてまとめる作業等を行った。一方で、改定したモデルは、日本流体力学会、EGU 2016 General Assembly、48th LPSCといった国内外の学会で逐次発表した。また、研究会「衝突・振動による固体天体表面進化と粉体物理」を開催し、米国Purdue大学で活躍される若手研究者を招き、直近のトピックを交えて粉体物理と天体表層進化の分野横断的な議論を行った。こうした過程を経て、申請者は本研究を「レゴリス対流による小惑星表面更新過程の実験とモデルによる研究」というタイトルでまとめ、学位を取得した。上記のような、より有意義な研究活動の実施したため、当初予定していた系統的減圧実験は実施しなかった。今年度の研究で、簡単ではあるが、「隕石衝突に誘発される粉体対流効果による表面更新」モデルを構築した。そのため、来年度はモデルの改善等を進めていきたいと考えている。具体的にはモデルの構成要素の一つである、粉体対流現象に関する実験を行っていく予定である。すでに述べたように、振動を受けた粉体層の可視化を行う方向性は、費用面や残りの研究期間を考慮し、取りやめることを考えている。代わりに、今後は減圧環境下での粉体対流速度を測定する実験等を行うことを考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。
聴覚障害学生のための聴講支援システム-「質より量」のアプローチによる音声認識-

異なった認識アルゴリズムとパラメータを持つ音声認識エンジン群をワークステーションで同時に並列実行した。その際の負荷や計算時間、要求される計算機資源などを調べた。また、音声認識エンジンに与えるパラメータを調整し、良好な応答性を与え、妥当な計算量に収まるようにした。低い認識率の音声認識エンジンであってでも、種々の音声認識エンジンを数多く同時並列実行し、認識結果に対して多数決を行うことで、少々の誤認識は隠蔽され、結果的に高い認識率が得られた。我々は、聴覚障害者のために「聴覚障害学生のための聴講システムの研究」に着手している。このシステムの特徴は、音声認識に対して「質より量」のアプローチを適用していることである。日本語音声入力システムの認識率は決して高いわけではない。だが、低い認識率の音声認識エンジンであってでも、種々の音声認識エンジンを数多く同時並列実行し、認識結果に対して多数決を行うことで、少々の誤認識は隠蔽され、結果的に高い認識率が得られる。【1】音声認識エンジン群の同時並列実行認識アルゴリズムとパラメータが共通な複数のJuliusをノートPCとワークステーションでそれぞれ同時に並列実行する実験を行った。各CPUコアに1つの音声認識エンジンが割り当てられている間は,音声認識のための実行時間の上昇が低く抑えられ、十分に短い実行時間であった。それ以上の規模の並列実行を行うと,1つのCPUコアを2つまたは3つのプログラムが共同で利用することになるので,実行時間の増える割合が上がってしまい、コンピュータの応答が悪くなった。また、Juliusのメモリ消費量は,音声認識プログラム1つあたり,約120MBであった。メモリに対す負荷はそれほどではない。以上のことから,我々のノートテイクシステムを実現するには,現在のノートPCはメモリ搭載量では十分だが演算能力では非力で,ワークステーションはメモリ搭載量・演算能力ともに十分だと,結論した。【2】種々の特徴を持った音声認識エンジンの定義音声認識システムは認識エンジンと調節パラメータとから構成される。同一の音声を異なったパラメータで調整された認識エンジンに与えると、異なった認識結果を得る。我々は複数の認識結果に対して、多数決処理して最終結果を決めるので、多様な結果を与えるようパラメータを調整する必要がある。これは現在も継続して行っている。【1】種々の特徴を持った音声認識エンジンの定義音声認識システムは認識エンジンと認識エンジンの調節パラメータとから構成される。我々は複数の認識結果に対して、単語単位で多数決処理して最終結果を決めることになるので、どの単語であってでもどれかの音声認識エンジンが正しい認識結果を与えなければならない。さらに、多数決原理で最終結果を決めることを考慮すると、複数の音声認識エンジンが正しい認識結果を与える必要がある。この方針で、音声認識エンジンに与える調整パラメータの有効範囲を調べ、パラメータを変えることで種々の特徴を持った音声認識エンジンを定義した。【2】音声認識エンジン群の同時並列実行上で定義された異なった認識アルゴリズムとパラメータを持つ音声認識エンジン群を申請した1台のワークステーション同時に並列実行した。同時実行数の変化に対する負荷や計算時間、要求される計算機資源などの変化を調べた。相応の音声認識結果の向上を見たが、さらに劇的に向上させるためには、パラメータ群の再調整が必要である。

この方針で、音声認識エンジンに与える調整パラメータの有効範囲を調べ、パラメータを変えることで種々の特徴を持った音声認識エンジンを定義した。【2】多数の低信頼性日本語文字列からの文章の復元英語文と異なり、日本文での単語分割の困難さが問題を複雑にしている。本研究では、複数の音声認識システム群から出力された日本語文字列データに対して、空白を入れつつ単語毎に整列を行い、多数決原理を用いて原文復元を試みた。結果として、良好な復元率であった。「種々の特徴を持った音声認識エンジンの定義」を行うことができ、認識結果に多数決原理を適用することで、音声認識結果の向上を見た。また、ワークステーションによる音声認識の負荷実験を行うことで、「音声認識エンジン群の同時並列実行」が可能であることを実証した。この結果は研究計画で想定していた程度の達成度である。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、音声認識エンジンの振舞いを規定するパラメータ群の多様性が重要な役割を演ずる。このパラメータ群が最終的な音声認識結果の向上具合を左右する。問題はどの程度向上するかである。これまでの結果に加え、さらに10から20程度のパラメータ群を定め、パラメータの再調整を行う。また、英語文と異なり、日本文での単語分割の困難さが問題を複雑にしている。本研究では、音声認識システム群から出力された日本語文字列データに対して、頻度解析や係り受け解析、特徴分析などを行い、多数決原理を用いて原文復元を試みる。
フランス語テクスト解析プログラミングの研究-バルザックの作品を対象として

研究の成果は、次の4点において得られた。1.テクスト解析技法の開発と教育実験2.フランス本国のデータベースの利用3.バルザックのコンコーダンス作成とその公開4.フランス文学研究者への啓蒙、テクスト解析技法の開発および教育実験は、SNOBOL4というテクスト処理専用言語を用いて、解析プログラムを開発し、同時に「文章解析プログラミング入門」という講義を通じて学生を教育した。検索速度を向上させるため、低レヴェル言語への移植を研究中である。フランス本国のデータベース「フランテスクト」の利用では、本研究を通じて作成したバルザックのテクストがデータとして採用されることになった。このデータベースの一部がCD-ROM形式で市販された機会には、その活用法を周知させた。また申請以前にすでにほぼ完成していた「バルザックのコンコーダンス」は、「バルザック研究会」の席上で公表し、東京大学、広島大学など国内5ヶ所の研究機関に配布した。このコンコーダンスは国際的なバルザック研究の機関誌であるANNEE BALZACIENNE(バルザック年鑑)1994に発表される。さらにフランス文学研究者を対象とした啓蒙活動については、「日本フランス語フランス文学会」において「コンピュータ利用」に関するシンポジウムを開いて、コンピュータ活用の豊かな可能性と、その安易な利用がもたらす危険性を学会会員に説明した。その他、フランス語の特殊文字の扱いや「フランテクスト」への接続などについても、研究し発表する機会があった。平成4年5月から6月にかけて1カ月の間、日本学術進行会から特定国派遣研究者としてフランスに派遣され、フランス政府の管轄する巨大テクスト・データベース「フランテクスト」の利用法につき、パリの「国立フランス語研究所」において研修を受けた。このデータベースに関して最大の成果は、霧生自身が従来科学研究費の補助を受けて入力を進めてきたバルザックの『人間喜劇』の全テクストを、「フランテクスト」のデータとして、このデータベースに採用されることが決定したことである。これは科学研究費の補助を申請した時点では予期していなかった成果である。世界中のバルザック研究者が頻繁に利用するフランスのテクスト・データベースの一部となれば、霧生のデータは国際的に認知されたものとなり、利用価値は飛躍的に増大する。現在データを「フランテクスト」のフォーマットに合わせる作業が進行中であり、その一部はすでにフランスに送付済みである。それ以前にも「フランテクスト」には、バルザックのデータはある程度入っていたが、データの質が十分に高くなかった。その点で霧生のコーパスが入ることによって、少なくとも『人間喜劇』に関する限り、データについて問題は解消する。またすでに「フランテクスト」に入力済みの、『人間喜劇』に属さないデータ(たとえば書簡集)についても、「フランテクスト」からの依頼を受けて、現在校閲中である。これら一連の成果を、1)平成4年10月の「日本フランス語フランス文学会」大会において口頭発表し、2)同年11月、東京日仏会館において講演し(要旨近刊)、3)平成5年4月刊行予定の「英語以外の外国語・外国文学研究のためのコンピュータ利用」に関わる論文集に収めた。パーソナル・コンピュータ上でフランス語の文学的テクストを解析するには、たとえば日本語あるいは英語のテクストと比較したとき、どのような特別な留意点があるかを研究することが、以前からの研究課題であったと同時に補助金申請の理由でもあった。研究は次の順序に従って行った。1.読み取り装置によるテクスト自体の読み込み、2.パーソナル・コンピュータ上でのテクストの展開、3.解析の第一段階としてコンコーダンスの作成、4.フランス文学研究者への啓蒙、5.語彙統計の作成、6.データベース化の試み、7.文体論の模索。このうちコンコーダンスの作成までは、申請以前にすでにほぼ完了してあった。啓蒙活動については、「日本フランス語フランス文学会」において「コンピュータ利用」に関するシンポジウムを開いて、コンピュータ利用の可能性と危険性を会員に説明した。その他、フランス語の特殊文字の扱いやフランス本国の大規模データベースへの接続などについても、研究し発表する機会があった。語彙統計とデータベースについては、既存のソフトウェアがどの程度利用可能であるかを目下テストしている。文体論については、その方法論を模索し研究しているところで、これは今後も長期にわたる課題となる見通しである。
非平衡反応拡散系・流体系における揺らぎの空間相関と散逸構造の形成

本年度は、詳細釣合の破れた反応系における揺らぎの空間相関の分子シミュレーションを行った。剛体球が多数運動している系を考え、衝突の際に一定の確率でそれぞれの分子が種類を変える。空間の各部分における各成分の粒子数濃度を求めて空間相関関数を求める。X+X【double half arrows】X+Y、X+Y【double half arrows】Y+Yの反応系について、詳細釣合の破れによって平衡状態の相関に加えて長距離相関が生まれることを確かめた。これは、流体模型による解析解と長距離においさらに、非平衡系における揺らぎの典型例として、乱流的媒質における相対拡散の定式化を行った。ランジュヴァン方程式から出発して、二つの粒子の相対距離の二乗平均に対する非線形発展方程式を導いた。これは、以前Misguishらが繰り込み群の方法で求めたものと一致するが、さらに、安定移動運動の解析に拡張できる。初期の三乗成長則は多くの大気中の対流実験と良い一致を示した。非平衡現象の弾性媒質への応用も試みた。表面吸着原子による応力の発生機構について、弾性体論を拡張して、一般公式を導いた。多成分系からなる流体に対する非平衡熱力学、揺らぎの実現確率に対するフォッカー・プランク方程式の一般形を導いた。本年度は非平衡条件下にある反応拡散系を分子的レベルで計算機シミュレーションするためのコードを開発した。拡散は分子間の衝突によって起こるので、分子を剛体球とみなし、衝突したときに、化学種を変換する。その確率が反応速度に対応するものとする。開放系を模擬するために、反応定数が定常状態で詳細釣合を破るように設定する。予備的結果として、反応定数が詳細釣合を破る場合、剛体球系で予想される濃度相関の他に、長距離の空間相関が認められる。これは、流体力学的なランジェヴァン方程式から予想されるものと一致する。ただし、興味ある結果として、相関の特性距離として二つ存在するようである。一つは流体的記述に基づくものから予想され、他方は、衝突による運動量緩和に対応するもので、「運動論的距離」と言うべきものである。今後、この「運動論的」距離の意味を、ボルツマン方程式の解析から明らかにすることが重要である。
底質中の有機炭素・硫化物・重金属濃度と底生生物の分布からみた湖山池の環境評価

平成13年度では,夏季と秋季に底質調査を行い,底質中の硫化物濃度,重金属濃度(Fe, Mn, Pb, CuおよびZn)の空間的な分布特性を調べるとともに,底質中の有機物含有量や底泥の粒度組成などの項目を加えて総合的な湖山池の底質環境の評価を試みた.まず,底質中の硫化物・重金属濃度,底質のEC, pH, TOC, TN,粒度組成の全調査項目を用いた主成分分析により,底質の汚濁の程度を表す指標と還元状態の強弱を表す指標の二つの主成分が抽出された.次に,これらの主成分の主成分得点を用いてクラスター分析を行った結果,湖山池の底質環境は,1)汚濁が進行し,還元状態が強い地点,2)重金属や有機物は多いが還元状態は比較的弱い地点,3)今後底質環境の悪化の可能性がある地点,4)底質環境は良好である地点,に分類ができた.上記1)のクラスターが持つ特性は湖山池の湖盆形状に起因すると考察され,リンや窒素の溶出が容易に行われる環境下にあり水環境に与える悪影響が最も大きいクラスターと考えられる.平成14年度では,湖山池最深部で水温の鉛直分布,表層と底層のDO,風速風向,全天日射量の連続観測を行った.データのサンプリング時間は10分とし,一回の測定期間を約3週間として5月11月までの計6回の観測を実施した.7月下旬では,湖底付近が無酸素状態となる日が数日続き,表層DOも4mg/L以下と小さい値であった.表層DOと底層DOの変動時系列から,Wavelet解析を援用してそれらの変動特性を抽出し,さらに風速・日射量に対するDOの応答特性を検討した.その結果,表層DOでは約1.211.6日周期の緩やかな変動成分が支配的であり,また風速と日射量の約21.4時間周期の変動成分と良好な相互相関を示した.底層DOでは時間スケールの短い変動の寄与が多く,風速・日射量との応答性は見られなかった.本年度では,一年を通じて底層水の溶存酸素が最も低く,貧酸素水隗の発生が一部で見られ,底質が強い還元的状態にある夏季に底質調査を行った.池全域を約300mメッシュに区切った計54点の格子点付近で最表層部の底泥を採取し,底質中の硫化物濃度,重金属濃度(Fe, Mn, Pb, CuおよびZn),全有機炭素量,底泥の粒度組成などを測定した.硫化物および重金属の濃度分布から見た夏季における湖山池の底質環境について検討した.以下に,平成13年度に得られた研究成果をまとめる.1.底質中の硫化物濃度について(1)湖山池最深部を含む北部一帯と流入河川の流入部付近で高濃度を示すが,ヤマトシジミの生息に耐えうる硫化物濃度の上限値を大きく下回っていた.夏季の湖山池では,水門の操作により日本海からの海水の流入量は少なく,湖水中の硫酸イオン濃度は1ppm以下と極めて小さかった.そのため,底質は強い還元状態であるにも関わらず,硫化物濃度は平均的に低いと推察できる.(2)重回帰分析の結果,底質中の硫化物濃度は底質の酸化還元電位,全有機炭素量,全窒素量およびシルト分によって規定される.2.底質中の重金属濃度について(1)Fe, Mn, Pb, CuおよびZnは類似した濃度分布を示し,湖山池最深部の北西部から中央部にかけての帯で高濃度であり,北東部および南西部の沿岸付近で低濃度であった.(2)全調査項目を用いた主成分分析により,底質の汚濁の程度を示す指標と還元状態の強弱を表す指標の二つの主成分が抽出された.さらに,クラスター分析を行った結果,湖山池の底質環境は,1)重金属や有機物は多いが還元状態は比較的弱い地点,2)底泥の汚濁が著しく今後も更なる悪化が懸念される地点,3)底泥の汚濁は比較的小さいが今後悪化の可能性のある地点,4)重金属量や有機物量は極めて少なく底質環境は良好である地点,の4つのクラスターに分類ができた.平成13年度では,夏季と秋季に底質調査を行い,底質中の硫化物濃度,重金属濃度(Fe, Mn, Pb, CuおよびZn)の空間的な分布特性を調べるとともに,底質中の有機物含有量や底泥の粒度組成などの項目を加えて総合的な湖山池の底質環境の評価を試みた.まず,底質中の硫化物・重金属濃度,底質のEC, pH, TOC, TN,粒度組成の全調査項目を用いた主成分分析により,底質の汚濁の程度を表す指標と還元状態の強弱を表す指標の二つの主成分が抽出された.次に,これらの主成分の主成分得点を用いてクラスター分析を行った結果,湖山池の底質環境は,1)汚濁が進行し,還元状態が強い地点,2)重金属や有機物は多いが還元状態は比較的弱い地点,3)今後底質環境の悪化の可能性がある地点,4)底質環境は良好である地点,に分類ができた.上記1)のクラスターが持つ特性は湖山池の湖盆形状に起因すると考察され,リンや窒素の溶出が容易に行われる環境下にあり水環境に与える悪影響が最も大きいクラスターと考えられる.

平成14年度では,湖山池最深部で水温の鉛直分布,表層と底層のDO,風速風向,全天日射量の連続観測を行った.データのサンプリング時間は10分とし,一回の測定期間を約3週間として5月11月までの計6回の観測を実施した.7月下旬では,湖底付近が無酸素状態となる日が数日続き,表層DOも4mg/L以下と小さい値であった.表層DOと底層DOの変動時系列から,Wavelet解析を援用してそれらの変動特性を抽出し,さらに風速・日射量に対するDOの応答特性を検討した.その結果,表層DOでは約1.211.6日周期の緩やかな変動成分が支配的であり,また風速と日射量の約21.4時間周期の変動成分と良好な相互相関を示した.底層DOでは時間スケールの短い変動の寄与が多く,風速・日射量との応答性は見られなかった.
廃タイヤから切削したゴムチップを混合したコンクリート部材の弾性化

ゴムチップ(混合容積比率10,20,30,40および50%)と多量(2040%)の空気(起泡剤を使用)を混合したコンクリート板を作製した。これらの試験板を利用し、ゴルフボールによる弾力性試験を測定し、その値をGB係数とした。加速度計を人の脚および丸棒(長さ90cm、直径5cmおよび3cm)に取り付けた。人は高さ20cmまたは30cmから、丸棒は高さ5cmまたは7cmからそれぞれ落下し、脚および丸棒に作用する衝撃値を測定した。その結果、下記のことが明らかになった。(1)ゴムチップの混合量を多くすれば、GB係数は小さくなる傾向を示した。したがって、ゴムチップを3050%の多量をコンクリート中に混合すれば、コンクリートは弾力性が増し、人の脚および丸棒の衝撃値は減少することが分かった。(2)GB係数と人および丸棒の衝撃値の相関係数はいずれも0.9以上となり、両者に強い関係が存在することが明らかとなった。実験内容は、(1)ゴムチップの混合と、AE剤および起泡剤の2種類を用いて多量の空気量を混入すること、(2)下層にはゴムチップを混入しないモルタルを、上層にゴムチップを混合したモルタルを打設した積層板を作製し、弾性的なモルタルおよびコンクリートとした。ゴムチップはひじき状のものを用い、混合量は1m^3当たりに0、20、30および40%とした。空気量は1040%の多量を連行させた。空気を多量とすることにより、モルタルの単位質量が小さくなり、ゴムチップの材料分離を抑制することおよび微小の空気泡により弾性的にすることである。その結果、ゴムチップ混合量が3040%で、さらに空気量が3040%連行された板でのゴルフボールによるGS係数が、アスファルト舗装の場合の5070%よりさらに小さく、クレイ系板(GS係数が1030%)に相当する程度に小さくなったものも測定された。したがって、ゴムチップの混合量が3040%、空気量が3040%の多量連行することにより、膝に優しいコンクリート板が作製可能となった。また、板の曲げ強度を大きくするために、下層は普通のモルタルである積層板としたGB係数は、単体板でのそれよりわずかに減少したが、十分に小さい測定値が得られることが確認された。したがって、ゴムチップおよび空気量を多量にしても、舗装板自体が破壊することは無いものと考える。ゴムチップ混合(容積混合率0,10,20,30,40および50%)および空気を多量(1030%)に連行したコンクリート板(60×60×8cm)を作製した。コンクリートの弾力性をゴルフボールを利用した反発係数(%)で測定し、この値をGB係数で示した。また、人間の足および膝にかかる衝撃強さを測定するため、人間(体重83kg)およびひのき棒(直径8.0cm、長さ110cm、重量2140g)に加速度計を取り付けた。コンクリート板に落下した瞬間の加速度を測定し、衝撃値とした。(1)人の「すね」ならびに「くるぶし」に加速度計を取り付け、取り付け位置による測定値のばらつきを比較した。加速度計をすねに取り付けた場合、測定値のばらつきが大きくなった。したがって、人では「くるぶし」に加速度計を取り付けて測定することにした。人での着地方法は、両足で着地するより、片足で着地した方が衝撃値のばらつきは小さかった。そこで、測定は片足による着地で実施することにした。(2)ひのき棒での衝撃値は、高さ2.5cmからの自由落下が人での片足着地に最も近い値となった。そこで、測定は高さ2.5cmからの落下で行った。(3)人に取り付けた加速度計による測定値のばらつきを変動係数で比較すると、ひのき棒2.5cmからの落下の場合に比べ、人では510%ほど大きくなった。(4)ゴムチップ混入率とGB係数は、明らかに強い相関が認められた。すなわち、ゴムチップ混合率が大きくなるほど、GB係数は小さくなる傾向を示した。(5)ひのき棒および人での衝撃値は、GB係数と全く同様な傾向を示し、ゴムチップ混合率が多くなるほど減少傾向を示した。ひのき棒および人での衝撃値とGB係数では相関が認められた。

相関係数はひのき棒の場合が0.95、人のくるぶしでの場合が0.84をそれぞれ示した。ゴムチップ(混合容積比率10,20,30,40および50%)と多量(2040%)の空気(起泡剤を使用)を混合したコンクリート板を作製した。これらの試験板を利用し、ゴルフボールによる弾力性試験を測定し、その値をGB係数とした。加速度計を人の脚および丸棒(長さ90cm、直径5cmおよび3cm)に取り付けた。人は高さ20cmまたは30cmから、丸棒は高さ5cmまたは7cmからそれぞれ落下し、脚および丸棒に作用する衝撃値を測定した。その結果、下記のことが明らかになった。(1)ゴムチップの混合量を多くすれば、GB係数は小さくなる傾向を示した。したがって、ゴムチップを3050%の多量をコンクリート中に混合すれば、ンクリートは弾力性が増し、人の脚および丸棒の衝撃値は減少することが分かった。(2)GB係数と人および丸棒の衝撃値の相関係数はいずれも0.9以上となり、両者に強い関係が存在することが明らかとなった。
希少ハゼ類を指標とした河川汽水域の生物多様性の評価・保全・再生手法の構築

本年度は、1、2年度目で、潜在種数が最大かつ実際の種数に欠落が無い=健全な河川であると判定された佐波川水系および揖保川水系の2水系において、ハゼ類のサイトスケールでの生息環境を明らかにした。佐波川水系では、67月に44地点、23月に47地点で調査をおこなった。揖保川水系では、67月に49地点、23月に51地点で調査をおこなった。調査の結果、イドミミズハゼが計10地点、クボハゼが計25地点、トビハゼが計8地点、マサゴハゼが計26地点、チクゼンハゼが計17地点、ヒモハゼが計47地点、エドハゼが計28地点、キセルハゼが計16地点、タビラクチが計9地点、チワラスボが計7地点で確認された。種間で生息環境を比較すると、塩分は、イドミミズハゼ低く、その他9種が高かった。また、汽水域内の位置関係は、イドミミズハゼとクボハゼは上流に生息し、その他8種は中下流に生息、特に、キセルハゼ、タビラクチ、チワラスボの3種は下流に偏って生息していた。底質については、イドミミズハゼとクボハゼは砂礫、ヒモハゼとチクゼンハゼは砂、トビハゼ、マサゴハゼ、エドハゼ、キセルハゼは砂泥、タビラクチとチワラスボは泥に生息していた。広域スケールでの研究結果と照らし合わせてみると、上流よりで礫が多いという場所に生息するイドミミズハゼとクボハゼは、流域の傾斜が大きく、低地面積が中程度の河川に生息するという点で類似し、キセルハゼやチワラスボ、タビラクチなど最下流に生息するタイプの種は、流域面積や低地面積が大きく、遠浅な河川に生息するという点で類似していた。これらの結果にから、詳細スケールで見た場合のハビタットが出来やすさは、流域特性に大きく左右されている可能性が示された。(抄録なし)本研究の目的は、汽水性ハゼ類の保全策を提言するために、各種の分布を規定する環境要因を知ることである。初年度は、水系スケールにおける各種の分布情報の集積、各水系の流域特性のGISによる変数化、分布予測モデルの構築、および潜在的生息地の推定をおこなった。現在、瀬戸内海およびその周辺海域において、216河川、443地点における分布調査を終了しており、当初の予定よりも充実した調査を実施することが出来た。調査の結果、キセルハゼは43河川、クボハゼは65河川、タビラクチは24河川、チワラスボは16河川、マサゴハゼは73河川、エドハゼは22河川、チクゼンハゼは51河川、ヒモハゼは84河川、イドミミズハゼは51河川、ショウキハゼは1河川、トビハゼは52河川、シロウオは20河川において生息を確認することができ、多くの種の分布記録が大幅に増加した。次に、まとまった分布データが集積できた10種について分布予測モデルを作成した。流域の特性を表す環境要因として、流域面積、低平地面積率、河川が流入するエリアの海底傾斜、湾面積をArcGISlOを用いて算出し、Maximum entropy modelling (Maxent)を用より分布予測モデルを作成した。その結果、10種すべてにおいて、AUCO.9前後、感度90%前後の精度の良いモデルが構築された。また、GISによって定量化した環境要因のうち、特に流域面積、海底傾斜が多くの種の分布パターンに強く影響を与えていることが明らかになった。また、各種の潜在的生息地を地図化したところ、各種の潜在的生息地のパターンは種によって異なることが明らかになった。さらに、これらの地図を重ね合わせて汽水性ハゼ類のホットスポットの抽出を試みたところ、播磨灘、備讃瀬戸、燧灘、周防灘に流入する河川が汽水性ハゼ類にとって重要な生息地である可能性が高いことが示された。本研究の主な目的は、汽水性ハゼ科魚類の保全策を提言するために、各種の分布を規定ずる環境要因を知ることである軌2年度目は、(1)それぞれの種が分布する河川の特性と、各種のマイクロバビタットおよびセグメントスケールのハビタットの関係性を明らかにすること、さらに、(2)潜在的に種数が豊富であると予想される河川汽水域が、自然保護区内に偏っているか、あるいは保護区外に偏っているかを明らかにすることを試みた。(1)の結果、本研究対象の汽水ハゼ10種の分布パターンは3グループ(グループI:大きな規模で、低地の面積が大きい河川に生息する種、II:ある程度の規模の河川であれば生息する種、III:ある程度規模が大きく、流域の傾斜角が大きく、低地の面積が大きすぎず小さすぎない河川に生息する種)に区分されることが明らかになり、グループ1に属する4種(チワラスボ、タビラクチ、キセルハゼ、エドハゼ)は、下流域の砂や泥に生息し、グループIIに属する4種(マサゴハゼ、トビハゼ、チクゼンハゼ、ヒモハゼ)は、下流から中流域の砂や砂泥に生息し、グループIIIに属する2種(イドミミズハゼ、クボハゼ)は、'上流の礫に生息することが明らかになった。

(2)の結果、9-10種生息すると予測された河川、7-8種生息すると予測された河川、5-6種生息すると予測された河川、3-4種出現すると予測された河川、1-2種出現すると予測された河川はすべて保護区外に偏っていた一方、1種も出現しないと予測された河川は保護区内に有意に偏っていた。これらの中でも特に、最も保全上重要だと考えられる9-10種が生息すると予測された河川の偏りは顕著であった。本年度は、1、2年度目で、潜在種数が最大かつ実際の種数に欠落が無い=健全な河川であると判定された佐波川水系および揖保川水系の2水系において、ハゼ類のサイトスケールでの生息環境を明らかにした。佐波川水系では、67月に44地点、23月に47地点で調査をおこなった。揖保川水系では、67月に49地点、23月に51地点で調査をおこなった。調査の結果、イドミミズハゼが計10地点、クボハゼが計25地点、トビハゼが計8地点、マサゴハゼが計26地点、チクゼンハゼが計17地点、ヒモハゼが計47地点、エドハゼが計28地点、キセルハゼが計16地点、タビラクチが計9地点、チワラスボが計7地点で確認された。種間で生息環境を比較すると、塩分は、イドミミズハゼ低く、その他9種が高かった。また、汽水域内の位置関係は、イドミミズハゼとクボハゼは上流に生息し、その他8種は中下流に生息、特に、キセルハゼ、タビラクチ、チワラスボの3種は下流に偏って生息していた。底質については、イドミミズハゼとクボハゼは砂礫、ヒモハゼとチクゼンハゼは砂、トビハゼ、マサゴハゼ、エドハゼ、キセルハゼは砂泥、タビラクチとチワラスボは泥に生息していた。広域スケールでの研究結果と照らし合わせてみると、上流よりで礫が多いという場所に生息するイドミミズハゼとクボハゼは、流域の傾斜が大きく、低地面積が中程度の河川に生息するという点で類似し、キセルハゼやチワラスボ、タビラクチなど最下流に生息するタイプの種は、流域面積や低地面積が大きく、遠浅な河川に生息するという点で類似していた。これらの結果にから、詳細スケールで見た場合のハビタットが出来やすさは、流域特性に大きく左右されている可能性が示された。当初の想定よりも、多数の地点の調査が完了したこと。当初の想定よりも、高度な分布モデルが構築でき、予測精度も非常に高かったこと。2年度目は予定していなかった、マイクロバビタットスケールまで踏み込んだ調査の目処が立った一方、セグメントスケールのさらなる改良を3年目に持ち越す必要が出てきたため、総合的には想定通りで、おおむね順調といえる。2年目の研究予定は、本年度の調査によって種数が豊冨であった数河川において、セグメントおよびマイクロバビタットスケールでの各種の分布状況を把握し、各種の分布予測モデルを構築することである。セグメントスケールについては、感潮域上端部から前浜干潟先端部までの区間において、当初は河川横断方向に等間隔にラインを引いて調査をおこない、標高や河床勾配、潮間帯傾斜等の環境条件との関連性を調べる予定であったが、それに加え、河床変動や塩分遡上シミュレーション等の河川工学的手法も取り入れ、より適切な地形区分の模索したいと考えている。また、マイクロバビタットスケールについては、年間を通した調査を行う予定であるので、通年調査の完了およびモデルの完成については、3年目の前半になる予定である。次年度は、今年度は距離でしか示すことのできなかったセグメントスケールの環境を、河床横断データを用いて説明することによって、流程のなかでもどのような要素が、各種の微生息環境を構成するのに影響を及ぼすのか明らかにする予定である。現状、国土交通省によって実際に測量が行われている1級水系のデータについては入手可能な状態である。2級水系については、横断測量図が存在しない河川も多いため、自ら測量してデータを入手する。また、測量した河川においては、生物の現場における詳細な調査もおこなう。これら全てを完成させることにより、それぞれのスケールで生じている現象をつなぐことができると考えている。(抄録なし)
私立大学の授業料規定要因に関する日米比較研究

私立大学の授業料は、1988年において学生一人当り平均約54万円、入学金を含めた初年度納付金は、約100万円になる。個別私大はそれぞれ独自に授業料水準やその他納付金水準を定めるのだが、本研究はそれがどのようなメカニズムによって決定されるかを解明する手がかりを得るために、(1)日本の個々の私立大学の授業料が、大学特性といかなる関係になっているかを実証データを基に明らかにし、(2)その結果をアメリカでなされた実証的研究成果と比較し、さらに(3)私立大学授業料と高等教育政策との関連を日米比較検討した。実証分析は、私大の文学部、経済学部、工学部、医学部の大学学部特性データ(授業料、入試難易度、入学定員、定員超過率、教育学生比等を含む12変数)を用い、まず単相関を計算し、さらに授業料を入学難易度に回帰させた。その結果、日本では、入試難易度と授業料とは正の相関にあり、入試難易度が高い、つまり威信の高い大学ほど、授業料は高額になっていることが分かった。また限界授業料収入、すなわち入試難易度が一単位増加すると学生一人当り授業料増加分は、例えば経済学部は5,016円となる。また授業料と入学定員、在籍学生数との相関は無い。最後に、日本では授業料が高いほど教員一人当り学生数は多くなることが見出せた。以上の分析から日本とアメリカの私大システムには、威信が高いと授業料が高くなるという大学教育の市場主義が見られる。市場主義は需要が多いほど高価となり、経済合理的である反面、大学教育システムにおいて、育英と機会均等の政策課題とコンフリクトを生じさせる。アメリカにおいてこのコンフリクトは、奨学金プログラムと州立大学との組合とで解消されているが、日本において育英は国立大学が担うとしても、機会均等に問題が残る。日本においても私立大学の機関助成に加え個人援助の充実をはかる必要がある。本年度は、日本の私立大学の授業料について実証的デ-タを収集し、授業料水準を規定している要因について検討を加えることを中心に研究を遂行した。デ-タは、受験雑誌、大学基準協会『大学一覧』、『全国大学一覧』などから文学部、経済学部、工学部、医学部の4学部について収集した。また4学部について、入学金、授業料、初年度納付金、入学難易度、設立年数、入学定員、在籍学生数、専任教員数、専任兼担任教員数、大学学部数、定員超過率、教員一人当り学生数の12変数のデ-タを求め、それらの相関係数を計算した。また4学部について授業料を入学難易度に回帰させた。結果は以下の6点にまとめられる。1.1989年度文学部、経済学部、工学部、医学部の授業料は平均してそれぞれ46.3万円、46.5万円、63.3万円、213.8万円である。2.文学部、経済学部、工学部において、入学難易度が高いほど授業料が高くなる傾向がある。3.授業料を入学難易度に回帰させ、限界授業料収入を求めると、文学部3,781円、経済学部5,016円、工学部11,193円となる。これは、入学難易度が一単位増加すると授業料がいくら増加するかを示している。4.医学部は入学難易度が高い大学ほど、授業料は安くなる。5.経済学部において授業料と入学定員、在学者数との相関は見出せなかった。6.私大経済学部において、授業料の高い学部ほど教員一人当り学生数は多くなる。日本の私大経済学部において学生は教育条件を考慮に入れて授業料を支払ってはいないことになる。

平成3年度4年度に行った理論的検討によって、私立大学の授業料規定要因を分析するには、大学における費用の構造を明らかにする必要が確認できた。そこで平成4年度は、日本とアメリカにおける大学の単位費用の分析を中心に研究を進めた。具体的には単位費用について、日本とアメリカの時系列データを検討した。その結果以下の点があきらかになった。1.アメリカの高等教育において単位費用は、一貫して上昇してきたわけではない。長期的には、1930年から1950年の間に下降しており、1970年代は比較的安定している。また最近は上昇に転じている。2.アメリカの高等教育において単位費用の減少時の原因は、教員給与の下降によるとされる。3.日本における単位費用は、1960年から1989年の間、私立大学は一貫して上昇しているのにたいして、国立大学で伸び悩んでいる。さらに日本の私立と国立大学の単位費用の変動を3つのモデルを用いて検討した。(1)投入モデル:単位費用の変動を労働集約度と生産要素価格によって説明する。(2)産出モデル:単位費用の変動を規模、カリキュラムの多様性、大学院教育の水準によって説明する。(3)収入理論モデル:単位費用は授業料収入と国庫補助金収入によって規定されると考える。この3つのモデルを単回帰、重回帰式によって推定すると私立大学は投入モデルと収入理論モデル、国立大学は投入モデルと適合することが判明した。平成5年度は、本研究の最終年度にあたり、大学の授業料及び大学制度に関して日米比較研究をおこなった。前年度の分析で、日本とアメリカの私大システムにおいて入試難易度が高いと、授業料も高いという事実を確認できた。入試難易度の高い大学は、より威信も高く、質も高い(少なくとも優秀な学友を得る点において)と仮定すると、日本とアメリカの私大システムにおいて、授業料は通常の経済市場と同様の価格体系になっている。市場主義のなかでどのように育英と機会均等を達成していくかは、高等教育政策の中で重要な課題であるが、その課題達成の方法は日本とアメリカで大きく異なる。アメリカにおいて、育英は、奨学金によってなされているといってよい。質の高い大学教育を多様な階層に開放することによって、優秀な人材を養成しようとする政策である。もう一つの政策課題である機会均等は、これも強力な奨学金と授業料の安価なサービス志向の強い州立大学の拡大、との組合せによって行われているとみてよい。つまりアメリカにおいては、奨学金という学生に対する個人援助によって育英と機会均等を達成しようとしている。日本において育英と機会均等の達成には、国立大学の果たした役割が大きい。つまり育英においては、「国家ノ須要」の充足という形で、伝統的に、官立、国立大学でなされてきた。また機会均等については、安価で地域近辺に存在する地方国立大学がその役割を担った。しかし国立大学の収容力は小さく、その役割は限定されたものでしかない。日本においては、育英はともかくとして機会均等の政策課題に問題が残る。
脾洞内皮細胞収縮機構の微細構造学的解析-ストレスファイバーの収縮とCa^<2+>の動態

脾洞の壁を作っている内皮細胞は、血球の通過関門を形成している。一般に血管内皮細胞は血流や血圧を感知し、shear stressに反応してstress fiberが変化する。stress fiberが収縮し、カベオラにCa^<2+>放出系に関わるIP3様レセプター、Ca^<2+>排出系に関わるポンプのCa^<2+>-ATPaseが存在することなどから、脾洞内皮細胞はstress fiberの収縮、細胞間接着装置の解離・結合、細胞骨格の改築などを行い、血球通過を調節していると考えられる。脾洞内細胞の血球通過の調節のメカニズムを解明するために、脾洞内皮細胞の微細構造を調べた。脾洞内皮細胞間にはtight junctionやadherens junctionが存在し、stress fiberが基底部に広くnetworkを形成すること、stress fiberの近くに細胞内に深く陥入した形質膜由来の小管構造、Ca^<2+>を貯蔵した小胞体、カベオラが多数存在するを明らかにした。stress fiberに近接してカベオラ、小胞体、骨格筋のT小管に類似した小管系が存在していることから、stress fiberの収縮には位置的に近いCa^<2+>による調節機構があると推定される。本研究で内皮細胞のstress Fiberの収縮と細胞内Ca^<2+>動態との関連を明らかにすることを目的に。Ca^<2+>の動員機構について微細構造学的に調べた。単離内皮細胞や組織凍結切片をCa^<2+>関連のチャネル、IP3レセプター、リアノジンリセプター、容量依存性のCa^<2+>チャネル等の抗体を用いて免疫染色し、局在を共焦点レーザー顕微鏡で調べた。さらに、免疫電子顕微鏡法を用いて、これらの局在とstress fiber,カベオラ、細胞内小管系との関連を調べた結果、これらは位置的に近接しており、密接な関係が有ることが解った。脾洞の内皮細胞のストレスファイバーに近接してカベオラ、小胞体、骨格筋の横小管に類似した小管系が存在していることから、ストレスファイバーの収縮には位置的に近いCa^<2+>による調節機構があると推定される。本研究の目的は内皮細胞のストレスファイバーの収縮と細胞内Ca^<2+>動態との関連を明らかにすることである。今年度は、Ca^<2+>の動員機構について微細構造学的に調べた。脾臓の組織凍結切片をIP3レセプター、リアノジンリセプターの抗体を用いて免疫染色し、局在を共焦点レーザー顕微鏡で調べた。さらに、免疫電子顕微鏡法を用いて、微細構造学的局在を調べた。また、筋小胞体や横小管を選択的に染色するフェロシアン化鉄オスミウム法を用いて試料を作成しCa^<2+>貯蔵細胞内小管系の微細構造学的分布および細胞小器官との関係を調べた。(1)共焦点レーザー顕微鏡の結果:IP3レセプター、リアノジンリセプターどちらも細胞質全体に紐状に分布していた。ストレスファイバーに近い位置に分布していた。これはフェロシアン化鉄オスミウムで観察された電子密度が高い小胞体状の形態および分布に類似していた。

(2)フェロシアン化鉄オスミウム法:フェロシアン化鉄オスミウムに反応して電子密度が高くなった小胞体状の構造は細胞質全体に錯走し分岐・吻合して、ネットワークを形成していた。暗い小胞体状の構造は形質膜に非常に接近し、並行に走る像も観察された。この小胞体はカベオラ、ミトコンドリアに接近していた。核膜も反応して電子密度が高くなっていた。(3)免疫電子顕微鏡法による観察:IP3レセプター、リアノジンリセプターどちらも管状構造、核膜に金粒子のラベルが観察された。リアノジンリセプターは形質膜に近い小胞体構造の形質膜側に反応がみられた。また、ミトコンドリアのクリステ、カベオラに近い小胞体にも反応が見られた。血管内皮細胞のstress fiberが収縮すること、カベオラにCa^<2+>放出系に関わるIP3様レセプターCa^<2+>排出系に関わるポンプのCa^<2+>-ATPaseが存在することなどが解明されている。脾洞の内皮細胞のstress fiberに近接してカベオラ、小胞体、骨格筋のT小管に類似した小管系が存在していることから、stress fiberの収縮には位置的に近いCa^<2+>による調節機構があると推定された。本研究で内皮細胞のstress fiberの収縮と細胞内Ca^<2+>動態との関連を、脾臓の凍結切片を作成し共焦点レーザー顕微鏡、透過型電子顕微鏡で調べた。1)細胞外からのCa^<2+>流入機構として、容量依存性のCa^<2+>チャネルのほかに、カベオラでのIP3レセプターの存在が考えられた。これらの抗体は様々な種類が市販されているのでそれを利用した。脾臓の凍結切片をこれらの抗体で免疫染色し交叉性のチェックをし、陽性なものについて脾洞内皮細胞での局在を共焦点レーザー顕微鏡で調べた。さらに、超薄凍結切片を免疫電子顕微鏡金コロイド法を用いて染色し、微細構造上の局在を確認した。さらに、その他の微細構造、stress fiber、形質膜由来の小管系、カベオラなどとの位置関係を調べた。カベオラに容量依存性のCa^<2+>チャネルとIP3レセプターの局在が観察された。2)細胞内Ca^<2+>貯蔵庫から細胞質内へのCa^<2+>放出に関わるものとして小胞体上にあるIP3誘導性Ca^<2+>放出系のIP3レセプターとCa^<2+>誘導性Ca^<2+>放出系のリアノジンレセプターについて調べた。IP3レセプターとリアノジンレセプターは小胞体上に局在が観察された。さらに、リアノジンレセプターは形質膜に近接した小胞体により分布していた。
胎仔操作を用いた新しい口唇裂口蓋裂モデルの作成に関する研究

口唇裂口蓋裂を含む頭蓋顔面奇形について、その発現因子、さらに胎生期の奇形に伴う顔面変形の進行様式を理解するための実験モデルの試行的実験を行った。1.Exo uteroによる胎仔子宮外手術を用い、マウス胎仔顔面の基本的形態が完成する胎齢10日12日の顔面原基に微細ガラスニードル電極による電気凝固あるいはアルゴンレーザー光凝固障害を加え、その後の発育に伴う顔面変形を誘発した。これによりマウス胚顔面突起形成から出生までの期間の顔面発育様式を探るための胎仔操作法を模索した。2.胎齢11日12日のexo utero胎仔顔面に脱落膜、卵黄のう、羊膜を介し直接侵襲を加えた胎仔は、後の発生において周囲の子宮内胎仔と同等に発育が可能だった。3.微細ガラスニードル電極による電気凝固による胎仔顔面侵襲では胎齢12日において約半数の胎仔が生存し、顔面の非対称に加え、深部では二次口蓋の組織欠損が観察された。4.アルゴンレーザー光凝固操作による手法では胎齢11日の胎仔においては20%の胎仔が生存し、主に顔面表層部の組織欠損による顔面の非対称が観察された。5.口唇裂多発系CL/Fr系マウスコロニーに生じた新たな上顎の非対称発育を示す奇形を遺伝的亜系として固定した。以上の結果から胎仔顔面操作によって顎顔面の先天的な変形を誘発可能であることを明らかにした。今後、これらは実験系の確立に向けて有用な資料を提供するものと考えられる。今年度は胎仔操作に伴う胎仔の障害を減少することを目的とし、実験法と周辺機器のシステムの確立をおこなった。【encircled1】胎仔操作システム:Exo-utero法に基づき胎仔操作を行うにあたり、従来の実験結果では、胎齢10日目のマウス胎仔では生存が困難だった。胎仔死亡の原因として、感染による腹膜炎の併発や術中の体温低下、出血が考えられた。今年度私達は、実験動物の体温喪失を防ぐため実体顕微鏡装置に付設した温箱(加温装置:オリンパスIX-CBIB100;KITAZATO-Microwamer plate,MP30-DMO)を作成した。また、胎仔操作に伴う羊水の喪失や出血をなくすためアルゴンレーザー凝固装置(NIDEK,AC-2300)を胎仔操作に用いた。【encircled2】実験方法:妊娠10日から12日のマウス母獣(C57BL/6J)をハロタン麻酔下、無痛的に開腹した。子宮筋膜を除去後、実体顕微鏡明視下にて胎仔操作を行った。羊膜を介して胎仔上顎突起または下顎突起に凝固操作を行った。胎仔操作は一母獣あたり1から2匹の胎仔に行った。操作した胎仔は、顔面口腔の基本的形態が完成する胎齢16日に、母獣をエーテル麻酔下、無痛的に摘出し形態を観察した。【encircled3】結果と考察:本研究で設置した胎仔操作システムにより、顔面に凝固操作を加えた胎齢10日から12日の胎仔のほとんどが生存したことを確認した。操作した胎仔は同腹の他胎仔に比し、体長、体重ともに明らかな差は見いだされず、一連の胎仔操作法が操作後の胎仔発生と発育に与える影響がほとんどない事が示唆された。早期の胎仔顔面の凝固操作により顔面半側の組織量の減少がみられ、奇形誘発を目的としたこの時期の胎仔操作が十分可能であることが明らかとなった。平成8年度はレーザー凝固による操作部位と範囲を一定化し、操作部位と時期に変化をあたえ、後に生ずる障害の状態を観察する。

口唇裂口蓋裂を含む頭蓋顔面奇形について、その発現因子、さらに胎生期の奇形に伴う顔面変形の進行様式を理解するための実験モデルの試行的実験を行った。1.Exo uteroによる胎仔子宮外手術を用い、マウス胎仔顔面の基本的形態が完成する胎齢10日12日の顔面原基に微細ガラスニードル電極による電気凝固あるいはアルゴンレーザー凝固障害を加え、その後の発育に伴う顔面変形を誘発した。これによりマウス胚顔面突起形成から出生までの期間の顔面発育様式を探るための胎仔操作法を模索した。2.胎齢11日12日のexo utero胎仔顔面に脱落膜、卵黄のう、羊膜を介し直接侵襲を加えた胎仔は、後の発生において周囲の子宮内胎仔と同等に発育が可能だった。3.微細ガラスニードル電極による電気凝固による胎仔顔面侵襲では胎齢12日において約半数の胎仔が生存し、顔面の非対称に加え、深部では二次口蓋の組織欠損が観察された。4.アルゴンレーザー光凝固操作による手法では胎齢11日の胎仔においては20%の胎仔が生存し、主に顔面表層部の組織欠損による顔面の非対称が観察された。5.口唇裂多発系CL/Fr系マウスコロニーに生じた新たな上顎の非対称発育を示す奇形を遺伝的亜系として固定した。以上の結果から胎仔顔面操作によって顎顔面の先天的な変形を誘発可能であることを明らかにした。今後、これらは実験系の確立に向けて有用な資料を提供するものと考えられる。