hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動作アシストに対する筋のアダプタビリティに関する基礎的研究

近年、人間の動作をアシスト(援助)する機器の開発が急速に発展している。アシスト機器を使用する場合、その機械と使用者である人間が協働して作業を行わなければいけない。そのため、アシスト機器の開発においては、人間の外的アシストに対する生理的応答や適応について理解する必要がある。このような背景から本研究では、等尺性肘関節屈曲運動を対象としてアシスト中の筋活動を検討し、次の知見を得た。1)アシストの効果(主動筋活動軽減)は若年者に加え高齢者においても認められる。2)アシストの効率は運動負荷およびアシスト力のレベルによって変化する。1.目的近年、人間の動作のエンジンとなる筋力をアシスト(援助)する機器の開発が発展している。現状のアシストは人間(筋)を機械のようにみなして開発される傾向があるが、本来はアシストに対する筋・神経系の適応能(アダプタビリティ)を考慮しなければいけない。本研究では、肘関節屈曲の等尺性運動を対象とし、アシスト中の筋活動の応答および適応特性を検討し、人間(筋)とアシストの望ましいインタラクションを考える。2.平成27年度の実績【肘関節屈曲運動時のアシスト時における筋活動の特性(若年者の場合)】手首に装着した重りを肘関節屈曲運動によって保持する等尺性筋収縮運動に対して、アシスト(前腕を持ち上げる)を行い、筋収縮の運動強度およびアシストの程度によって、アシストの効果が変化するかを検討した。被験者は健康な若年成人男性25名とした。被験者は座位姿勢をとり、上腕を下垂し、前腕を水平(肘角度直角)にした状態にて重りを保持する(重りは手首部に装着する)。重りは事前に最大等尺性筋収縮力(上記姿勢で一定時間保持できる重りの重さ)を計測し、その20および40%とした。実験では初めはアシストなしで重りを保持し(この場合、肘関節角度は一定とし、等尺性筋収縮を行う)、10秒後に肘関節運動のアシスト(前腕中部を一定の力で持ち上げる)を行った。アシストの程度は理論上50%および100%をアシストするレベルとした。課題中に表面筋電位(主動筋:上腕二頭筋、拮抗筋:上腕三頭筋)の測定を行った。また被験者には主観的運動強度を回答させた。その結果、主動筋の筋電図や主観的運動強度からみたアシストの効果は、運動強度およびアシストの程度によって変化した。計画した実験は終了し、学会等にて報告している1.目的近年、人間の動作のエンジンとなる筋力をアシスト(援助)する機器の開発が発展している。平成27年度は若年者を対象として上記課題に取り組んだか、平成28年度は高齢者も対象とし、加齢による影響に着目した。2.平成28年度の実績手首に装着した重りを肘関節屈曲運動によって保持する等尺性筋収縮運動に対して、アシストを行い、筋収縮の運動強度およびアシストの程度によって、アシストの効果が変化するかを若年者および高齢者を対象として検討した。被験者は高齢者男性11名および若年男性12名とした。被験者は座位姿勢をとり、上腕を下垂し、前腕を水平(肘角度直角)にした状態にて、等尺性の肘関節屈曲運動を行わせた。手首には張力センサ・ワイヤが取り付けられたベルトが装着され、張力センサによって計測された張力を被験者にディスプレイを通して提示した。負荷条件は、事前に計測した最大等尺性筋収縮力の20および40%とした。被験者には実験課題中、ディスプレイ上の張力値をアシストの有無に関わらず一定に保つように指示した。実験課題では、初めはアシストなしで所定の負荷を保持させ、その後に肘関節運動のアシスト(前腕中部を一定の力で持ち上げる)を行った。その結果、若年者および高齢者とも主動筋の筋電図や主観的運動強度からみたアシストの効果は、運動強度およびアシストの程度によって変化した。しかし、一部の測定項目において年齢間の違いが認められ、その原因を今後、考察していく。初年度の課題(若年者の追加実験)を解決でき、また2年目(平成28年度)の研究目標を達成した。近年、人間の動作のエンジンとなる筋力をアシスト(援助)する機器の開発が発展している。本研究では、肘関節屈曲の等尺性運動を対象とし、アシスト中の筋活動の応答および適応特性を検討する。当年度は、アシストを伴う運動を繰り返し行った場合にアシストの効果が高まるかを検討した。。被験者は健康な成人男性19名とし、アシストトレーニング(T)群とコントロール(C)群に分けた。実験は4日間実施した。1日目(トレーニング前)と4日目(トレーニング後)は両群とも次の課題を行った。

手首には張力センサ・ワイヤが取り付けられたベルトが装着され、張力センサによって計測された張力を被験者にディスプレイを通して提示した。負荷条件は、事前に計測した最大等尺性筋収縮力の30%とした。被験者には実験課題中、ディスプレイ上の張力値をアシストの有無に関わらず一定に保つように指示した。2日目と3日目は、T群においては1日目と同様の課題を15回繰り返した。一方、C群はT群と同じ課題を行うが、アシストは付与されず、最大等尺性筋収縮力の15%を維持する課題を行った。そして、主動筋である上腕二頭筋および拮抗筋である上腕三頭筋の筋電図および張力値の変動から求めた力調節安定性(張力値の変動に基づく)を計測・分析した。1日目および4日目とも主動筋の筋電図振幅はアシストによって減少した。一方、1日目と4日目の結果を比較すると、両群とも拮抗筋の筋電図振幅値が減少した。さらにT群では力調節安定性が向上した。拮抗筋は主動筋に対して抵抗的に働き、関節トルクの大きさを調節する役割がある。アシストを繰り返し利用することによって、そのアシストに対して効率の良い力調節のスキルを獲得したことが示唆された。近年、人間の動作をアシスト(援助)する機器の開発が急速に発展している。アシスト機器を使用する場合、その機械と使用者である人間が協働して作業を行わなければいけない。そのため、アシスト機器の開発においては、人間の外的アシストに対する生理的応答や適応について理解する必要がある。このような背景から本研究では、等尺性肘関節屈曲運動を対象としてアシスト中の筋活動を検討し、次の知見を得た。1)アシストの効果(主動筋活動軽減)は若年者に加え高齢者においても認められる。2)アシストの効率は運動負荷およびアシスト力のレベルによって変化する。平成27年度の研究成果を学術雑誌に投稿する予定。一方でその実験において様々な課題が生じた。平成28年度では若年者と同様の内容にて高齢者を対象とした実験を予定していたが、その前に再度若年者にて、実験方法を変更して研究を行うことも検討している。これまで3つの実験を実施した。最終年度(平成29年度)はアシストを伴う筋運動を繰り返した場合の適応について着目するが、これまでの成果や課題を参考にして、実験計画の微修正を行う。人間工学平成27年度にて計画していた若年者の研究成果を、平成28年度に別のアプローチにて再度検証したく、そのための予算を残した。次年度(平成29年度)はこれまでの研究成果を複数の国際学会にて発表したく、また論文等も積極的に進めたい。そのための予算を確保しておきたい。繰り越した額は、若年者の研究成果の再検証にて使用する。繰り越した額は、国際学会発表に伴う必要経費(旅費、参加費、英文校正等)にて使用する。
成膜時磁場印加による自発的超格子構造の生成メカニズム解明と 構造誘起強誘電性の発現

成膜時に磁場印加が可能なPLD装置(ダイナミックオーロラPLD)を用いてNb-SrTiO3(001)単結晶上にエピタキシャル成長させたSr過剰組成のSrTiO3薄膜には基板の垂直方向に向かって自発的に超格子構造が生成する。この現象が生じるメカニズムとしてはスピノーダル分解であることが明らかになった。また、この薄膜では強誘電性が発現するが、その原因はスピノーダル分解によって生じた、組成の異なる層の界面におけるひずみのためであると考えられた。チタン酸ストロンチウム(SrTiO_3)は量子常誘電体であり強誘電性は示さない。これに対して、申請者らは磁場を印加しながらPLD法でSrTiO_3単結晶基板上にホモエピタキシャル成長させたSrTiO_3薄膜は膜厚方向に組成の周期的変化(超格子構造)を生じ、強誘電性を示すことを見いだしている。しかし、(1)自発的に超格子構造が生じるメカニズム、(2)この薄膜における強誘電性の発現機構、(3)同様の現象が他のペロブスカイト薄膜にも生じるかどうかの汎用性、等については明らかにされていない。本研究の目的はこれらの点を明らかにし、「成膜時の磁場によって誘起される特異構造や物性発現に関する新しい材料科学の構築」にある。本研究の成果は、現在開発が急務となっている新しい非鉛圧電体の探索にも道を拓くと期待される。これまでこれらの薄膜はKrFエキシマレーザー(波長248nm)を用いたPLD法で作製してきたが、エキシマレーザーはレーザーのエネルギー密度の変動が大きく、安定な超格子構造の作製が困難であった。平成22年度はレーザーのエネルギーの変動が少ないNd : YAGレーザー(波長266nm)も用いて試料の作製を行った。22年度の研究成果として下記の点をあげることができる。(b) (a)で作製した超格子構造の周期はレーザーのエネルギー密度を変化させると変化することが示唆された。(c)強誘電性の発現には超格子構造を有すること以外に組成が大きく定比からずれている必要があることが明らかになった。また、強誘電性を示す薄膜には高い圧縮応力が印加されていることが明らかになった。平成23年度はSrTiO_3において自発的に超格子構造が生成するメカニズムの解明を目指した。具体的には、KrFエキシマレーザー(波長248nm)またはNd:YAGレーザーの4倍波(波長266nm)を用いて成膜条件によって超格子の生成の有無ならびにその周期がどのように変化するのかを検討した。その結果、超格子はどちらのレーザーを用いても生成することが明らかになり、この生成は特定の条件のみで観測されるものでなく、一般性があることを見いだした。また、超格子の生成メカニズムとして、研究実施計画段階では【(1)-aプルーム中の気相の組成の時間変動】または【(1)-b】基板表面の原子の取り込まれ速度の時間変動、の2つの可能性を挙げていたが、サテライトピークを有する薄膜のX線回折図形の詳細な検討から、実際にはこのどちらでもなく、膜厚方向におけるスピノーダル分解が原因と考えられることが強く示唆された。チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)は量子常誘電体であり強誘電性は示さない。これに対して、申請者らは磁場を印加しながらPLD法でSrTiO3単結晶基板上にホモエピタキシャル成長させたSrTiO3薄膜は膜厚方向に組成の周期的変化(超格子構造)を生じ、強誘電性を示すことを見いだしている。しかし、1、自発的に超格子構造が生じるメカニズム、2、この薄膜における強誘電性の発現機構、3、同様の現象が他のペロブスカイト薄膜にも生じるかどうかの汎用性、等については明らかにされていない。

本研究の成果は、現在開発が急務となっている新しい非鉛圧電体の探索にも道を拓くと期待される。平成24年度は自発的に超格子構造が生成する原因の解明を試みた。自発的に超格子構造を生成させることが可能な機構として、1、核生成-核成長機構、2、スピノーダル分解機構、3、核生成-核成長機構とスピノーダル分解機構の中間的な擬スピノーダル分解機構の3つがあるが、自発的に生成した超格子薄膜の周期に及ぼす時効効果や組成依存性からスピノーダル機構であることが明らかにされた。一方で、up-hill拡散で相分離が進行するスピノーダル分解の場合には成膜速度の上昇は周期の低下をもたらすはずであるが、本研究では成膜速度の上昇は周期の増加をもたらした。このことは、磁場中で作製したエピタキシャル成長薄膜におけるスピノーダル分解におけるup-hill拡散は熱的に活性化されるというよりもむしろ、別の要因を考える必要があることが示唆された。このような要因の一つとして、基板へのイオンの衝突効果が推定された。本研究には以下の3つの研究目的、すなわち、成膜中磁場印加による(a)自発的な超格子生成メカニズムの解明、(b)強誘電性発現メカニズムの解明、および(c)SrTiO_3以外の物質への拡張性検討のうち、2年目までに(a)と(b)をほぼ達成しているためである。また、超格子生成メカニズムについては今後学術的な面から大きな発展が期待される。これらのことから、当初の計画以上に進展していると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は上記の本研究の3つの研究目的のうち、(a)と(b)、すなわち自発的な超格子生成メカニズムの解明と強誘電性発現メカニズムの解明をさらに発展させること、およびまだ未着手である(c)、すなわち、自発的な超格子の生成が他の物質についても生じるかどうかを検討していく予定である。
主として無限次元変換群に関連する国有値問題の研究と応用

本研究は、群のユニタリ表現等による函数解析学的方法及び関連する方法による国有値問題の研究とその応用を目的とした。当該年度(平成元年度)の研究の実績の概要は以下の通りである。1連続、群論、微分方程式論、確率論等による国有値問題の研究。(1)無限次元変換群とり一環に関連する国有値問題の定式化と解の表示について、研究代表者吉沢尚明及び研究分担者橋爪道彦によって研究された。(2)有限次元リ-一群の表現に関連する研究が、前項(1)の研究者とともに、研究分担者後藤守邦によって行われた。(3)項(1)及び項(2)の研究については、京都大学・名古屋大学・東京大学・広島大学・九州大学の研究者等との研究交流が行れた。また当該年度中にGelfand教授(ソ連邦科学アカデミ-。項(1)と(2)の研究の開始者。)が来日した際に重要な研究交流が行われた。(4)微分方程式の解の大域的性質の研究が分担者吉沢太郎等によって行われた。また函数方程式の解の定性的性質の研究が、研究分担者春木茂等によって行われた。(5)位相的及び幾何学的方法による研究、及び代数幾何学的研究が行われた。2以上の様な当該年度における研究実績から、本研究課題について、今後更に資料を蓄積し、研究を発展させることが重要である。
カラーノイズによる液晶対流系の制御

本研究では液晶電気対流系を用いて外部ノイズによる対流パターンの影響を調査し,以下のような成果が得られた.1カラーノイズの外部特性時間(カットオフ周波数fc)を考慮し,これまでのホワイトノイズ(fc→∞)による対流発生閾値の理論を修正すると,実験結果が説明できる.2その外部特性時間が長い場合,修正した理論からずれるが,液晶系の内部ノイズ(液晶の熱ゆらぎ)を磁場で制御するとそのずれが抑えられる.3逆確率共鳴という珍しい現象が発見された.これは,ある適切な外部特性時間をもつカラーノイズによってのみ現れる.4欠陥の出現や運動の影響を排除した1次元対流系で進行波におけるノイズの影響が明らかになった.本研究では非平衡システムが外部ノイズにどのように影響されるかを,液晶対流系を用いて調査した.具体的には,対流系の内部特性時間とカラーノイズの外部特性時間の関係から,ノイズによる対流発生の抑制(安定化)・助長効果(不安定化)を究明することを目的とした.上述した両特性時間の関数として決定される電気対流のノイズ応答感度(b)などを体系的に調査し,以下の結果を得た.1これまで理論と実験で定量的な不一致を示したカラーノイズ領域(低いカットオフ周波数fc)において,磁界の導入によりその問題を解決した.これは,磁界による液晶系の内部ノイズ(液晶ディレクターの熱ゆらぎ)を制御することによって可能となった.特に低週波数fcをもつノイズにおいて,bの磁界の依存性が明らかになった.2これまでカラーノイズ(fc)を考慮し提案したノイズ応答感度(b)は,ノイズ強度が20[V]前後まででは実験とよい一致を示した.しかし,ノイズ強度が高くなると,調査の対象であった典型的な対流構造(Williams Domain,WD)から全く異なる対流構造(Noise Dominated Pattern, NDP)へ転移した.このパターン転移を含めて様々な対流構造を,正弦波電圧とノイズ電圧およびカットオフ周波数で調査し,その結果を相図としてまとめた.3外部ノイズの導入による等方性・異方性転移,それに伴うパターン形成の問題を取り上げ,その詳細を明らかにした.特に高電気伝導率をもつ液晶系の場合,熱的異常現象が観測され,転移やパターン形成の問題に深く関与することが分かった.非平衡システムにおける外部ノイズの影響についての体系的な調査は順調に進んでいる.平成27年度では,磁界の導入による系の内部ノイズ(液晶ディレクターの熱ゆらぎ)の問題と,高電気伝導率セルの導入による高ノイズ電圧の影響についての調査まで進展した.特に上記の液晶ディレクターの熱ゆらぎ(内部ノイズ)は,これまで理論でも実験でも考慮せず,理想的な条件(内部ノイズゼロの仮定)での調査が行われてきた.本研究では液晶ディレクターの熱ゆらぎ(内部ノイズ)を充分に抑制できる磁界下(約0.5テスラ)で,理論と実験との定量的な一致が確認された.この成果は専門ジャーナルPhysical Review E (92, 062504, 2015)で掲載された.また,高電気伝導率セルを導入することによって,これまでの理論と実験で確認されていたノイズ応答感度(b)の線形性の限界を明らかに示し,その線形性の破綻とともに出現する新しいパターン形成を明らかにした.この成果は専門ジャーナルJournal of the Physical Society of Japan (85, 024002, 2016)で掲載された.本研究では,非平衡システムにおける外部ノイズ応答を調査する.液晶電気対流現象を用いて,外部電気ノイズ下においてその対流発生の閾値や様々な散逸構造を体系的に調べ,以下のような結果が得られた.1カラーノイズ(カットオフ周波数fc)を定量的かつ連続的制御すると,これまでの知見では予想されていない「逆確率共鳴現象」(Inverse Stochastic Resonance)が発見された.この現象は従来の「確率共鳴現象」(Stochastic Resonance)と異なって,対流閾値のマキシマム(即ち,SNRのミニマム)を示す.これまでは神経系以外では報告された例がない現象である.2従来の液晶電気対流系で取り上げられたTraveling Wave(TW)について,ノイズ応答を調べると,TWはノイズによって制御できることが分かった.さらに,TWのモデルとして言われているWeak-electrolyte model(WEM)に基づいて実験結果を評価し,このモデルとの整合性と限界を明らかにした.以上の結果から非平衡システムを維持する正弦波の役割と,外部ノイズの影響が明らかになりつつある.さらに,これらの役割及び影響の究明のため,一次元の対流セル(in-plane switching mode,即ち,IPSモード)を初めて導入した.液晶電気対流系を用いた非平衡システムにおける外部ノイズの調査は,従来の対流発生の閾値変化(構造の安定性や不安定性)の究明から,新しい現象の発見に進んでいる.2さらに,Traveling Wave(TW)に対するノイズ効果の調査は本研究が初めてであり,その理論モデルとして確立されていたWeak-electrolyte model(WEM)の限界を示したことは注目すべきである.原理的にWEMは線形安定性解析による閾値の問題であり,ノイズによる二次的な転移現象には限界がある.これらの研究成果は,物理専門ジャーナルPhysical Review E(2017)の論文として掲載決定されている.3また,TWにおける正弦波やノイズの役割を明らかにするため,一次元の対流セル(in-plane switching mode)を用いて,従来の二次元の対流セルとの比較を行っている.

これは一次元セルには正弦波による対流ロールの欠陥とその運動が現れないことが重要であり,その結果が期待される.通常,ノイズは不要な信号で抑制・排除の対象であるとされている.しかし,ノイズが非平衡システムに関わった場合,確率共鳴をはじめとするノイズによる閾値下応答現象や秩序化現象のような直感に反する効果が様々な分野で報告されている.本課題では,液晶対流系を用いて,電気ノイズを定量的に追加する手法を開発し,非平衡散逸系のパターン形成とそのダイナミクスを調査する.本年度ではこれまでの静止安定な典型的な対流パターン(Williams domain)の調査結果を踏まえて,動的安定なパターンとして知られている進行波(Traveling wave)におけるノイズ影響を体系的に調べ,以下の結果が得られた.12次元の液晶セルで,進行波のHopf周波数の正弦波電圧及びノイズ強度依存性を明らかにした.しかし,欠陥の出現及び運動によってHopf周波数の測定に無視できない影響が出た.対流閾値より相当な高電圧の正弦波では,欠陥によって進行波が止まるともに予想できない周期的な欠陥の振動現象が現れた.2上記の欠陥の出現及び運動を排除し,真の正弦波電圧及びノイズ強度依存性を調査するため,defect-free対流現象を示す1次元セルを開発した.液晶デバイス分野で知られているIn-planeswitchingモードを用いた1次元セルでの調査で,進行波のHopf周波数の正弦波電圧及びノイズ強度依存性が明らかになった.3さらに,1次元液晶セルの調査で,2次元セルで現れる孤立波(worms)と比較できる1次元ソリトンが発見できた.本研究では液晶電気対流系を用いて外部ノイズによる対流パターンの影響を調査し,以下のような成果が得られた.1カラーノイズの外部特性時間(カットオフ周波数fc)を考慮し,これまでのホワイトノイズ(fc→∞)による対流発生閾値の理論を修正すると,実験結果が説明できる.2その外部特性時間が長い場合,修正した理論からずれるが,液晶系の内部ノイズ(液晶の熱ゆらぎ)を磁場で制御するとそのずれが抑えられる.3逆確率共鳴という珍しい現象が発見された.これは,ある適切な外部特性時間をもつカラーノイズによってのみ現れる.4欠陥の出現や運動の影響を排除した1次元対流系で進行波におけるノイズの影響が明らかになった.上述したこれまでの成果を踏まえて,今後,以下のような調査を行う.1これまでのノイズ応答感度(b)を支配した液晶対流系の内部特性時間(電荷緩和時間)と異なる特性時間(例えば,液晶ディレクター緩和時間)においての外部ノイズの影響を調べる.現在,新たに導入した広範囲のノイズ・ジェネレーターを稼働し,そのノイズによる液晶対流系の応答の様子を調査している段階である.もし,液晶ディレクター緩和時間とスケール的に同程度の外部時間(カラーノイズの特性)をもつノイズでの制御が可能であれば,これまでとは全く異なるノイズ応答感度が予想される.2液晶対流系におけるTraveling Wave(高周波数の誘電領域に入る特性周波数の近傍で出現する)におけるノイズの影響を調べる.
特異性の解を持つ偏微分方程式の精度保証付き数値解法の研究

偏微分方程式は、様々な自然現象を表す数理モデルとして記述されているので、その数値解法の開発が偏微分方程式の理論に対してはもちろん、物理学、化学、生物学、工学、金融学など各分野の発展にも極めて重要な研究テーマである。本研究では、研究代表者は、研究分担者、連携研究者と研究協力者たちの協力を得て、1次元の2点境界値問題と2次元空間の中の多角形領域や円盤における特異性の解をもつ楕円型方程式の境界値問題について、高次精度の有限差分スキームの提案とその収束解析を行い、成果を得た。(1)2点境界値問題の差分離散式と解の一意性の関連性に関する研究研究代表者は、愛媛大学山本名誉教授、早稲田大学大石教授らとの共同研究で、混合境界条件を持つ2点境界値問題の解の一意性について、有限差分スキームによって得られた離散システムを用いて表す必要十分条件を求めた。以前に得られた結果(境界値問題が一意的に解を持つことは、問題の離散行列が正則でかつその逆行列が有界であることと同値であること)をもっと一般的な2点境界値問題に拡張した。研究成果を論文としてNumerical Function Analysis and Optimization誌に発表した。(2)楕円型境界値問題の解の一意性に関する研究研究代表者は、台湾中山大学のZi-Cai Li教授、東海大学のHsin-Yun Hu准教授、復旦大学のYimin Wei教授との共同研究で、楕円型境界値問題の解の一意性と有限差分法によって近似された離散システムとの関連性について研究を行った。具体的に、離散システムの固有値問題を調べることで元の楕円型境界値問題の解一意性を得る同値的な結果を得た。研究成果を論文としてJournal of Computaional and Applied Mathematics誌に発表した。(3)放物型方程式の差分解の微分の誤差評価(1)特異性の解を持つ楕円型境界値問題の数値解法に関する研究研究代表者は、JSPS特別研究員張暁宇氏との共同研究で、2次元円盤上における楕円型境界値問題に対して、真の解が円盤の境界でその微分係数が発散する場合の高精度な数値解の構成を行った。パラメータをもつ伸長関数による非一様な分割を採用して、その上のSwartztrauber-Sweet差分スキームで得られた近似解の収束性を調べた。パラメータを選ぶことにより、滑らかな境界値問題の近似解とほぼ同様な2次収束を実現した。具体的な計算例では、収束性に最良なパラメータの分付図が得られた。これら研究成果は一部分が論文としてまとめられ、Numerical Function Analysisand Optimization誌に発表した。(2)特異性の解を持つ楕円型境界値問題の数値解の安定性に関する研究研究代表者は、台湾中山大学のZi-Cai Li教授らとの共同研究で、偏微分方程式を数値的に解くときに得られた大規模線形システムの安定性問題を考えた。条件数は線形システムの摂動問題の相対誤差を測る量として注目されている。通常の条件数の定義では、多くの偏微分方程式の離散化からの線形システムは条件数がかなり大きくて、不安定のように見える。しかし、今まで研究代表者と他の研究者たちとの共同研究で開発した特異性の解を持つ偏微分方程式の数値解法で分かるように、通常の条件数が大きくても、近似解はよく収束している。そこで、偏微分方程式の離散化に合わせる条件数の再定義を考える必要が出てくる。研究成果はプレプリントとしてまとめられていて、投稿中である。(1)特異性の解を持つ楕円型境界値問題の数値解法に関する研究研究代表者は、JSPS特別研究員張暁宇氏との共同研究で、2次元円盤上における楕円型境界値問題に対して、真の解が円盤の境界でその微分係数が発散する場合の高精度な数値解の構成を行った。このような数値スキームが非整合であるにもかかわらず、収束性とパラメータによって加速される特性をもっている。なぜいい性質が示されるかについても研究を行った。数値例によって条件数の再定義により離散システムは通常思われていたほど悪い条件ではないことがわかった。研究成果は一部分が論文としてまとめられ、Proceedings of Third International Conference on Boundary Value Problems, Integral Equations and Related Problemsに発表した。(2)特異性の解を持つ楕円型境界値問題の数値解の安定性に関する研究研究代表者は、台湾中山大学のZi-CaiLi教授らとの共同研究で、偏微分方程式を数値的に解くときに得られた大規模線形システムの安定性問題を考えた。

しかし、今まで研究代表者と他の研究者たちとの共同研究で開発した特異性の解を持つ偏微分方程式の数値解法で分かるように、通常の条件数が大きくても、近似解はよく収束している。そこで、偏微分方程式の離散化に合わせる条件数の再定義を考える必要が出てくる。研究成果はNumerical Functional Analysis and Optimization誌に発表された。
「老年期」ライフステージの内部におけるサブ・ステージの推定-実態調査による実証的研究-

(調査の目的と方法)従来のライフサイクル論においては、広範な「老年期」というライフステージは設定されているものの、平均寿命の伸びとともに著しく長くなったこのライフステージ上にある人々の生活様態に応じたサブステージを析出した研究は皆無に等しい。そこで本研究では、60歳以上の人々を対象に、その生活パターンと活動状況・活動内容に関する実態調査を行い、「老年期」と呼ばれるライフステージの内容的起伏を分析し、「老年期」内部のサブステージの推定を試みた。本調査は平成7年7月に、島根県益田市益田地区在住の60歳以上の男女(107名)を対象に、アンケート法と聞き取り法の併用で行われた。調査票は「対象者の属性」「健康状態」「活動状況」「現在の状況・意識」から構成されている。(調査結果)健康状態のパターンは、7074歳で日常生活における動作に不都合を感じはじめると同時に、なんらかの理由で通院しはじめるようになり、7579歳になると自分の健康に不安をもつようになるというものである。活動状況にみられた特徴は、加齢とともに自由時間が増加することである。これは就業の有無による影響を反映した結果と考えられる。また自由時間の過ごし方が、加齢とともに活動的なものから受動的なものへと移行するという変化は特にみられなかった。「老い」の自覚プロセスのパターンは、6569歳に心理的側面からはじまり、次いで70歳を過ぎるころから社会的側面及び身体的側面での自覚が高まり、7579歳になると身体的側面での自覚が急激に高まるというものである。また、一般的に考える「老い」の年齢については「70歳」と回答した者がもっとも多く、自分自身の「老い」を自覚した年齢も「70歳」がもっとも多い。以上から、65歳を「老年期」の始まりの統計的基準とすることに疑いがもたれること、及び「老年期」の内部は、6064歳、6569歳、7074歳、7579歳、80歳以上で健康状態及び意識に明らかな差異があることがわかった。
地域活性型異文化コミュニケーション教育プログラムの構築―新潟モデルの提案―

本研究は、地域社会を担う人材に求められる異文化コミュニケーション能力の特徴を明らかにし、そうした能力の育成のための教育プログラムを構築することを目的とする。本研究の目的を遂行するため、平成30年度は以下の3点を実施した。(2)自治体とそれに関連する機関へのインタビュー調査:1文化背景を異にする人々がともに働く職場は企業だけではなく、自治体とそれに関連する機関もある。そのため、企業へのインタビュー調査に加え、日本人と外国籍の人が一緒に仕事をしている経験を有するいくつかの自治体と自治体関連機関へのインタビュー調査も行った。2調査で得られたデータを分析し、分析結果を『新潟大学経済論集』第106号に発表した。平成28年度は、(1)新潟で文化背景が異なるさまざまな人たちとの仕事(アルバイトを含む)経験がある、県内在住の日本人大学生と外国人留学生へのアンケート調査の準備と、(2)英国での授業の実施形態の調査とインタビュー調査を行った。(1)アンケート調査の準備:1先行研究に基づき、調査項目を選定し、新潟で日本人との仕事経験を有する外国人留学生用の質問紙を作成した。2調査方法、調査項目、調査に使用する言語などを検証するため、予備調査を行った。3その結果と後述する英国での調査をもとに、質問紙を修正・改善した。4留学生用の質問紙をもとに、新潟で外国人との仕事経験を有する日本人大学生用の質問紙を作成し、本調査の準備をした。(2)英国での授業の実施形態の調査とインタビュー調査:英国の3大学機関にて、1異文化コミュニケーション科目の授業の実施形態の調査、2英語を母語としない人向けの英語の授業の実施形態の調査、3授業関係者へのインタビュー調査を行った。異文化コミュニケーション教育プログラムの内容と実践方法、非英語母語話者に期待される英語運用力、そうした英語運用力の向上を目指す教育プログラムの内容と実践方法についての知見を広げた。また、この訪英時に、本研究の英国人研究協力者とも、非英語母語話者に期待される英語運用力について検討した。上記の調査、検討で得た知見を、(1)のアンケート調査の質問紙の修正・改善に反映させた。予定していた通り、英語圏の大学における授業の実施形態の調査とインタビュー調査を行うことができた。アンケート調査は当初予定していなかったものであるが、当初平成28年度から実施する予定であった、北東アジアからの研修生や交流員を受け入れている新潟県内企業や自治体での調査に先立って実施する必要があると判断した。平成28年度中はアンケート調査の準備で終わったため、平成29年度に本調査を行い、調査結果をもとに調査項目を選定し、県内企業や自治体での調査を平成29年度以降行うこととする。平成29年度は、新潟における異文化接触の現状についての理解を深め、異文化コミュニケーション教育プログラムの構築に必要な知見を得るために、(1)アンケート調査の本調査と、(2)インタビュー調査を行った。その上で、上記の2つの調査結果をもとに、(3)異文化コミュニケーション教育プログラムの内容を検討し、試案を作成した。(2)インタビュー調査:1上記のアンケート調査の結果と、先行研究に基づき、調査項目と調査方法を選定した。2日本人社員と外国人社員が新潟で一緒に仕事をしている経験を有する県内企業へのインタビュー調査を行った。3調査によって得られたデータの分析を行った。(3)教育プログラムの試案の作成:上記の2つの調査結果をもとに、異文化コミュニケーション教育プログラムの内容を検討し、試案を作成した。予定していた通り、アンケート調査の本調査を行い、その調査結果をもとに調査項目と調査方法を選定し、日本人社員と外国人社員が新潟で一緒に仕事をしている経験を有する県内企業へのインタビュー調査を行うことができた。また、2つの調査結果をもとに、異文化コミュニケーション教育プログラムの内容を検討し、試案を作成することができた。インタビュー調査のうち、海外からの交流員を受け入れている自治体へのインタビュー調査は、平成29年度中に実施することができなかったため、平成30年度に実施する。(1)企業へのインタビュー調査:1平成29年度に引き続き、日本人と外国籍の人が新潟で一緒に仕事をしている経験を有する県内企業数社へのインタビュー調査を行った。2平成29年度と30年度の調査で得られたデータを分析し、分析結果を、英国(ブライトン)で開催されたThe European Conference on Education 2018で発表した。その後、Official Conference Proceedingsに発表内容をまとめた。平成29年度は、まず、アンケート調査の本調査を実施する。その上で、調査結果をもとに、北東アジアからの研修生や交流員を受け入れている新潟県内企業や自治体での調査用の調査項目を選定し、県内企業や自治体での調査を実施する。また、アンケート調査の結果をもとに、北東アジアの大学の異文化コミュニケーション科目の授業の実施

形態の調査と、授業担当者へのインタビュー調査を行う。平成30年度は、海外からの交流員を受け入れている自治体へのインタビュー調査を実施する。また、作成した異文化コミュニケーション教育プログラムの試案の実践と修正を繰り返しながら、教育プログラムの構築を目指す。平成29年度に予定していた、北東アジアの大学の異文化コミュニケーション科目の授業の実施形態の調査と、授業担当者へのインタビュー調査については、これまでの調査結果をもとに、調査方法を再検討し、実施する。平成29年3月に行った、英国での授業実施形態の調査とインタビュー調査でかかった経費の手続き処理が平成29年4月に入り込んだため、次年度使用額が生じたように見えているが、実際はほとんど繰り越していない。(理由)平成29年度に実施する予定だったが、まだ行っていない調査があるため。(使用計画)残っている調査、研究成果の発表にかかる経費に使用する。アンケート調査にかかる経費(質問紙送付費など)に使用する。また、企業や自治体での調査、北東アジアの大学での調査にかかる経費(旅費など)に使用する。
神経回路再構築におけるエクソソームの機能の解明

本研究では、神経回路の再構築制御を司る新たな制御因子として、神経細胞やグリア細胞由来のエクソソームに焦点を当て、その機能の分子基盤と生体内における役割の解明を目指す。発生過程のシナプス競合において、勝者が敗者のシナプスを淘汰する為にpunishment signalを放出すると考えられているが、その実体として、神経活動依存的に放出されたエクソソームの機能を検討する。また、グリア細胞由来のエクソソームは神経突起の発達を促進することが報告されていることから、エクソソームを介した細胞間ネットワークは、神経回路の再構築制御を司る可能性を持ち、その機能の分子基盤と生理機能・動態の解明を目指す。
ゲノム恒常性維持機構におけるWRNヘリケースの役割

遺伝的早老症Werner症候群(WS)は、ゲノム不安定性を示し、高発がん性である。その原因遺伝子であるWRNは、RecQ型ヘリケースをコードしている。しかし、WRNヘリケースの細胞内での生理的機能や、その機能欠損がなぜゲノム不安定性を誘起し、老化と発がん性を亢進させるのかについては未解明である。そこで本研究は、WRNヘリケースの機能欠損が、どの様にしてゲノム不安定性を誘起するのかを明らかにするために行った。WS細胞は、4-ニトロキノリン1-オキシド(4NQO)に対して高感受性を示す。このWS細胞にみられる4NQO高感受性は、8番染色体移入によるWRNヘリケースの発現では相補されないが、正常細胞との雑種細胞では正常化された。すなわち、WS細胞では、WRNヘリケースの機能欠損にリンクして、二次的な変異が4NQOによるDNA付加体の修復機構に生じていることが明らかになった。さらに、WS細胞のゲノム不安定性誘発機構を探るために、WS細胞を用いてX線誘発遺伝子突然変異頻度を調べた。その結果、WS細胞は特に低線量域(1Gy程度)において、対照細胞よりも約8倍程突然変異頻度が高くなることが分かった。その原因を明らかにするために、.制限酵素で切断したプラスミドDNAを、細胞粗抽出液中で修復させる試験管内DNA切断再結合実験を行った。その結果、WS細胞の粗抽出液中で反応させると、再結合の正確性が低下する傾向がみられることが分かった。これらの結果は、WRNヘリケースが、DNA鎖切断修復の正確性を制御することで、ゲノム安定性の維持に寄与していることを示唆している。
宇宙のバリオン数生成機構の解明とニュートリノの質量

ニュートリノの小さな質量を説明するSeesaw機構によれば、その小さい質量は非常に重いMajoranaニュートリノが存在することを予言する。この重いニュートリノは宇宙の温度がその質量より高ければ大量に生成される。その後、宇宙が膨張し、重いニュートリノの質量より宇宙の温度が下がってくると重いニュートリノの崩壊が始まる。ここで重要なのはMajorana型の質量がレプトン数を破る点である。このために、重いニュートリノはレプトンへの崩壊と反レプトンへの崩壊が可能になる。CPが破れていればレプトンへの崩壊率と反レプトンへの崩壊率は互いに異なる。つまり、この崩壊によりネットなレプトン数が生成される。この生成されたレプトン数はKRS効果によりバリオン数に変換される。このようにして、宇宙のバリオン数が生成される。本研究では、この機構と観測されたニュートリノの質量が矛盾しないことを示した。宇宙のバリオン数の生成を考える上で宇宙のインフレーション後の再加熱過程の考察は不可欠である。本研究の最終年度では、インフラトンの崩壊を超対称性重力理論の枠内で考察した。超対称性が破れると重力子の相棒のグラビチーノが質量を持つ。その質量は超対称性の破れをクォークやレプトンの世界に伝える方法によって異なり、現在のところ未知のパラメターである。上記のバリオン数生成機構はこの超対称性の破れを伝える機構に重要な制限を与える。本研究では、宇宙のバリオン数と矛盾しない超対称性の破れを伝える機構として、Gauge mediationとAnomaly mediationが選ばれることを示した。この結果は来年度から始まるLHC実験により検証されると期待できる。ニュートリノの小さな質量は、非常に大きなMajorana型の質量を持つ右巻きニュートリノが存在することを意味している。この右巻きニュートリノは宇宙初期に生成され宇宙の温度がその質量程度に下がってきたときに、崩壊し始める。その崩壊の終状態はヒッグスボソンとレプトンかヒッグスボソンと反レプトンかである。もしCPが破れていればそれらの状態への崩壊確率に違いが現れ、崩壊後にレプトン非対称性が生まれる。このレプトンの非対称性は電弱標準理論の非摂動論的効果によりバリオン数の非対称性に移り変わる。このようにして現在の宇宙のバリオン数非対称性の謎が解かれる。このメカニズムはニュートリノの小さな質量を予言するが、それが発見された現在、最も有望なメカニズムと考えられている。しかし、この考えを超対称性を持つ理論に拡張した場合、問題が生じる。重力場の相棒であるグラビチーノの崩壊が宇宙の元素合成の時期に起こり、そこで作られた軽元素を壊す。この問題を解決するには宇宙の初期温度を1000TeV以下にしておかなければならない。ところが、上記のバリオン数生成のメカニズムが働くためには宇宙の温度が少なくともGeV必要である。本研究ではこの問題がゲージメヂエーションやアノーマリーメヂエーション模型で解決できることを示した。またさらに、バリオン数生成のメカニズムを少し修正して、宇宙の温度が1000TeV以下でも現在の宇宙のバリオン数を説明できることを示した。この時、ゲージフェルミオンが数100GeVにスカラークォークが数TeVに予言される。宇宙のバリオン数生成機構は宇宙物理学および素粒子物理学の長年の謎である。我々はこの問題がニュートリノの質量の存在により解決できることを提案した。ニュートリノの小さな質量は大きなMajorana型の質量を持つFermionを予言する。この粒子は宇宙初期に生成され、崩壊する。その崩壊でレプトン数の非対称性が生まれるが、それがさらに宇宙のバリオン数に変わる。この機構をLeptogenesisと呼ぶ。

17年度は、最近提案しているLarge-Cutoff Supergravity仮説とLeptogenesisが矛盾しないことを明らかにした。この理論では、宇宙の温度が10^6 GeV程度でnon-thermal Leptogenesisが起こり、Gravitino問題が回避できる。これは、Large-cutoff supergravityが比較的重い(1-10TeV)gravitinoを予言しているためである。この年度にはさらに、宇宙のバリオン数を説明するLeptogenesisについてのレビューを書いた。また、ニュートリノ振動を説明する解にニュートリノの質量がクォークやレプトンの質量階層性と逆転している場合がある。このときには、原子核のニュートリノを伴わない2重ベーター崩壊が比較的大きくおきる。このような質量階層性の逆転が自然に起きる模型を提案した。また、ストリング理論に現れるモヂュライと呼ばれる軽いスカラー場の崩壊により銀河中心からくる511keVガンマー線を説明できることを示した。ニュートリノの小さな質量は非常に重いMajoranaニュートリノが存在することを予言する。この重いニュートリノは宇宙の温度がその質量より高ければ大量に生成される。その後、宇宙が膨張し、重いニュートリノの質量より宇宙の温度が下がってくると重いニュートリノの崩壊が始まる。ここで重要なのはMajorana型の質量がレプトン数を破る点である。このために、重いニュートリノはレプトンへの崩壊と反レプトンへの崩壊が可能になる。CPが破れていればレプトンへの崩壊率と反レプトンへの崩壊率は互いに異なる。つまり、この崩壊によりネットなレプトン数が生成される。この生成されたレプトン数はKRS効果によりバリオン数に変換される。このようにして、宇宙のバリオン数が生成される。宇宙のバリオン数の生成を考える上で宇宙のインフレーション後の再加熱過程の考察は不可欠である。18年度は、インフラトンの崩壊を超対称性重力理論の枠内で考察した。超対称性が破れると重力子の相棒のグラビチーノが質量を持つ。その質量は超対称性の破れをクォークやレプトンの世界に伝える方法によって異なり、現在のところ未知のパラメターである。上記のバリオン数生成機構はこの超対称性の破れを伝える機構に重要な制限を与える。本研究では、宇宙のバリオン数と矛盾しない超対称性の破れを伝える機構として、Gauge mediationとAnomaly mediationが選ばれることを示した。この結果は来年度から始まるLHC実験により検証されると期待できる。
開発言説と農村開発:スリランカ、インドネシア、タイの事例研究

本研究は、スリランカ、インドネシア、タイ、そして昨年度から台湾を含めた地域における農村開発計画の比較研究を行ってきた。今年度は、昨年に引き続き、スリランカにおける貧困低減のための「ジャナサヴィヤ(人民の力)」計画、タイにおいては開発僧、インドネシアでは海岸部の泥炭湿地水田化計画、および戦後の開発独裁体制下の村落史などを調査した。ところで、これら3年間の調査経験をとおして、開発現象を研究する上での理論的・方法論的問題が明らかになってきた。例えば、開発言説を分析するときには、言説のみならず、それと表裏一体となった制度全体を視野に入れる必要があるという点である。言いかえれば、まず我々の焦点を「地域的な開発の出来事」にあてることである。この「出来事」においては制度、モノ、言説がミクロの権力の網の目を構成しているが、ここに登場する開発関係者(導入者、農民、計画者)がどのような「開発の主体」(または「反開発の主体」)を構築するのかを理解することが重要である。そして、このような「出来事」における権力のネットワークと主体の形成を理解したとき、開発現象のミクロな過程を十全に把握できたといえるのである。しかしながら本研究は、このような段階に達することはできず、その予備的な段階にとどまった。そこで、今後の開発現象の研究にむけて、我々は、主体、行為者、政治経済学といった理論的概念を精緻化するとともに、民族誌的資料の蓄積をはからねばならない。本研究は、スリランカ、インドネシア、タイにおける農村開発計画を比較検討し、その「開発現象」の実態を解明するものである。今年度は、各国で進行中の政府系・非政府系開発プロジェクトの概要を把握し、来年度に向けた調査対象を明確化するとともに、主要なプロジェクトおよびそれに関わる開発援助機関の「基礎的資料」(開発計画概要、組織形態、実施状況など)を収集した。各国ごとの調査対象の内訳は次の通りである。スリランカでは、マハヴェリ河開発計画、総合的農村開発計画(IRDP)、新保健計画、サルヴォダヤ運動。インドネシアでは、バタム島・ビンタン島開発計画、東インドネシア小規模潅漑計画、スマラン母子保健計画、泥炭湿地開発計画、国際協力事業団インドネシア事務所、CAREインドネシア事務所、日本工営ジャカルタ事務所など。タイでは、東北タイの開発層・地域NGOsなどである。これらの予備的調査をとおして明確になってきたことは、個々の開発計画の性格を超えて、それぞれの国の開発計画は、それらの計画が置かれた政治的文脈と開発言説に大きく左右されているという点である。例えばスリランカでは、独立以前から平等性と公正な分配が政治文化となってきており、資本主義的な開発計画はしばしば批判・抵抗の対象となる。これに対して、開発独裁下のインドネシアでは、そのような抵抗は少なくとも表面化しにくい。またジャワ農村などでは、開発とは電気・水道の完備と明確に語られているが、スリランカやタイではより抽象的な「よりよい社会」が開発の目標としてとらえられている。もちろん、これらの知見は断片的なものであり、再検討を必要とする。そのため平成9年度の調査において、より詳細にかつ総合的にこれらの開発言説と開発実践の比較研究を行い、これらの開発現象の把握につとめたい。本研究は、スリランカ、インドネシア、タイ、そして今年度から台湾を含めた地域の農村開発計画を比較検討し、その「開発現象」の実態を解明するものである。今年度は、昨年に引き続き各国で進行中の政府系プロジエクトの概要を把握し、それらの基礎的資料を収集した。各国ごとの主な調査対象のは、スリランカにおけるマハヴェリ河開発計画、総合的農村開発計画(IRDP)、新保健計画、インドネシアでは海岸部の新しい泥炭湿地の水田化計画であった。また台湾に関しては来年度に向けた予備調査として戦後開発計画の概要を把握した。これらを通して明確になってきたことは、それぞれの国の開発実践には、政治的文脈と主要な開発言説が大きく影響を与えている点である。例えばスリランカでは、独立以前から平等性と公正な分配が政治文化となってきており、ボピュリズム的な語りで開発計画はしばしば批判・抵抗の対象となってきた。

インドネシアでは、戦後のスカルノ政権下で「革命」という語りが現実の政治的・経済的(開発)実践を方向づけたが、スハルト政権下では「開発」という終わりのない言説がキ-概念として用いられるようになり、全く農業生態学的に不合理な泥炭湿地林を水田開発するという「愚行」に政府を突き動かしている。また、タイでは、一方で資本主義化と消費主義が「開発」として語られるとともに、非タイ人社会のタイ化の手段として「開発」が主張され、実践されている。もちろん、これらの知見は断片的なものであり、さらに調査検討する必要があるとともに、より一層制度的なレベルでの開発計画の把握をおこなわねばならない。そのため平成10年度の調査において、より詳細にかつ総合的にこれらの開発言説と開発実践の比較研究を行い、本研究のとりまとめに努めたい。本研究は、スリランカ、インドネシア、タイ、そして昨年度から台湾を含めた地域の農村開発計画を比較検討し、その「開発現象」の実態を解明してきた。今年度は最終年度にあたり、昨年に引き続き各国で進行中の政府系プロジェクトの概要を把握し、それらの資料をもとに取りまとめの報告書を作成した。主な調査対象は、スリランカにおける貧困低減のための「ジャナサヴィヤ(人民の力)」計画、戦後の公衆衛生に係わる言説、タイにおいては開発僧、インドネシアでは海岸部の泥炭湿地水田化計画、および戦後の開発独裁体制下の村落史、また台湾に関しては戦後開発計画とアイデンティティの変容であった。これらを通して明確になってきたことは、それぞれの国の開発現象を理解するためには、開発言説とそれと表裏一体となった制度の複合体の複雑系とその力の作用を把握する必要があるという点である。しかし、この複合体を一度に丸ごと理解することは不可能である。そのため、特定の「出来事」(例えば、特定の開発計画)から入って、それに関わるさまざまなアクターや制度、モノの関係性をミクロな権力のネットワークとして理解し、その民族誌を作りあげなければならないのである。例えば、その複合体の作用に関しては、開発実践の場でどのような特定の開発戦略が選択され、選択の範囲から排除されるものは何か、さらにはこれらの複合体がどのように知識人や農民などを開発に参加する主体として作りあげてゆくのか、またどのような文脈でそれがうまくゆかないのか、といった点を把握することなのである。そしてこのミクロなレベルでの把握をとおして、複合体の複雑系と、その作用を理解する手がかりを獲得できるのである。今後も、これらのミクロなレベルでの把握を蓄積させ、それと並行してよりマクロな政治経済的枠組みとの関係を検討しつつ、より説得的な開発現象の比較の枠組みを構築したいと考えている。
散乱波の影響を考慮した多層地盤の地震応答解析法に関する研究

サイト特性の評価を行なう場合には,水平に一様な境界面を仮定した1次元地盤モデルを用いて,重複反射法による解析が行なわれることが多い.しかし,このような1次元解析では観測データより得られる結果を十分に説明できない場合が少なくないことが知られている。このような現象の原因として,波動散乱が多くの研究者によって指摘されている。そこで本研究では,地層境界の不規則性による散乱波が地盤震動特性に与える影響を調べた.このようなに解析に適する手法として反射/透過行列法を選び,これを拡張することによって,地層境界の不規則性によって発生する散乱波を効率良く解析できる手法を提案した。すなわち,曲がった地層境界面をもつ地盤を,波動が伝播する際の位相の変化に着目して反射/透過係数行列の関数形を推定し,さらに近似を行なうことで反射・透過係数行列を直接計算する手法を提案した。提案手法を用いて,波動の散乱現象を考慮にした震動解析を行ない,波動散乱が地盤の応答性状に与える影響を検討した。散乱現象は地表面応答に対して,(1)周波数依存型の増幅特性を付加したり,(2)水平層を仮定した解析では得られないピークを与えることが確認された。特に散乱に大きく影響する因子は,境界形状の振幅であることがわかった.さらに,地盤の減衰を考慮すると,地盤の応答性状に対して,観測点直下近傍の地層境界の形状が大きく影響し,観測点から離れるに従って影響が小さくなることが確認された.サイト特性の評価を行なう場合には,水平に一様な境界面を仮定した1次元地盤モデルを用いて,重複反射法による解析が行なわれることが多い.しかし,このような1次元解析では観測データより得られる結果を十分に説明できない場合が少なくないことが知られている。特に散乱に大きく影響する因子は,境界形状の振幅であることがわかった.さらに,地盤の減衰を考慮すると,地盤の応答性状に対して,観測点直下近傍の地層境界の形状が大きく影響し,観測点から離れるに従って影響が小さくなることが確認された.
ヒトがん抑制遺伝子のp53の細胞生物学的機能の解析

我々の本年度の研究目的はヒトがん抑制遺伝子p53の細胞生物学的機能を解析することであった。そのために、Mutant p53(mp53)をヒト正常細胞、および、不死化細胞(腫瘍性はない)にトランスフェクトし、そのmp53の作用を検討し、以下の結果を得た。1)細胞の形態的変化を誘導しなかった。2)mp53を正常ヒト細胞に移入しても染色体の変化はなかった。3)細胞の増殖亢進や細胞密度の上昇はみられなかった。4)正常細胞にmp53を移入しても細胞の不死化はみられなかった。5)このmp53を移入した細胞を、10^<-6>Mの4NQOで処理すると不死化した。同条件の4NQOの処理のみでは細胞は不死化しなかった。この事実はmp53が正常ヒト細胞を不死化させ易くすることを示している。即ち、p53の変異に化学発癌剤による変異が細胞におこれば、ヒト細胞において癌化の初期段階に必須である細胞の無限増殖性がおこることをみいだした。6)不死化した細胞にmp53を移入しても腫瘍化しなかった。7)以上の事実は、mp53は細胞の腫瘍化より、むしろ、不死化に働くことを示している。人体の種々の異なる組識に発生する多くの腫瘍にp53の変異が認められている。それぞれの分化度の異なる細胞の癌化にp53がジェネラルに働いているとすれば、その共通する事柄、すなわち細胞の不死化にp53が作用している可能性がある結論される。