hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シンガポールにおける新聞広告とエスニック・アイデンティティの再編成に関する研究

今年度は、1965年のシンガポール分離独立期における新聞広告の実証的な分析を通じて、「CMIO多人種主義」として構築された国民的アイデンティティと、マレー人種分類の多様なエスニック・アイデンティティが相互に分節・接合されるプロセスに関して、ポストコロニアリズムからの視点を加味して、英国における公文書資料館における資料調査および研究を行い、その成果を論文として発表した。よって今年度の補助金は、主に上記の研究を遂行するための海外における資料収集と関連文献の購入に当てられた。1.1965年度のStraits TimesおよびBerita Harianのマイクロ資料について、広告掲載者およびテーマ別に内容分析を行った。その結果、商品広告やサービス広告が多数を占めるなかで、政治宣伝と思われる意見広告は頻度としては少数であり、個別具体的な事例のなかで、読書欄だけではなく、関係する文脈の諸記事との関連から分析しなければ数量的把握だけでは意味をなさないことが明らかになった。2.シンガポールのアーカイブにおける新聞関係者の口述資料、およびロンドンのアーカイブにおける植民地期の新聞・社会政策に関わる一次資料を収集した。その結果、ムラユ範疇の構築性や多人種主義の背景についての批判的分析(CDA)を厚みのあるものとするためには、特定の事件や人物の多面的なドキュメントの分析が必要であることがわかった。その一部は、二人の植民地行政官の著作についての言説分析として論文を発表した。3.以上のような萌芽研究の成果を踏まえ、新聞資料に関しては、特定の事件を多面的に分析するために、国際関係論・歴史学・社会学・文学の研究者からなる国際共同研究「各国新聞『内容分析』に基づく東南アジア世論動向の域内連関モデル構築(基盤研究B・海外学術調査)」と題する研究を企図し、研究分担者として準備を進めている。今年度は、The Straits Timesの1965年度分のマイクロ資料のCMI0多人種主義に関する実証的な分析を中心にして調査と作業を進めた。またその背景となるエスニシティ論の理論的な側面を文献によって研究し、その成果を論文として発表した。1.シンガポールにおいて、発行元のSPH社とシンガポール国立大学中央図書館で資料収集を行い、それと平行してジャーナリスト等への聞き取り調査を行った。2.メディア人類学における効率的な資料整理・分析手法を具体的なソフトウェアの試行を通じて探った。第一に質的分析ソフトであるNVivoの利用による現地での聞き取り調査および収集資料の構造化と、さらに資料共有のためのデジタル化(PDF形式に変換してDVDに収録)を試行した。第二に内容分析について、テクストの「用例検索」と「頻度調査」を可能にするコーパス分析ソフト「TXTANA」を購入して、事例分析への準備を行った。3.The Straits Timesの新聞広告に対して、国民的アイデンティティとの関連で、マイクロ資料に出現する各種広告の内容分析の一連の作業を行い、その結果を数量化およびデータベース化した。4.メディアと人類学およびシンガポールのナショナリズム研究に関して大量の文献を購入した。先行するマスコミュニケーション研究ならびにメディア研究との対比において、エスニシティ研究および文化人類学の内部から理論的枠組みへの検討を行った。この成果は、「エスニシティ研究と多文化主義-批判的視点の可能性」という題名で論文に執筆し、公開した。
環境観と地域住民活動

本年度は、前年度の基礎的な作業の成果を踏まえて、住民の対応の相違を生みだすと思われる要因(仮説)群の検討を行った。(1)状況仮説:バイパス建設をめぐり、静岡市北部地区と清水市飯田地区では、その利害構造に大きな差があったのではないか。(2)社会統合仮説:地域の統合度が高いほど、コミュニティとしてのまとまりが強く、運動エネルギーは、コミュニティ活動に吸収され、運動は発生しにくい。(3)環境観仮説:両地区住民の環境観や環境保全意識の相異によって、道路建設計画への住民の対応の差異が生じたのではないか。(4)行政観および行政対応仮説:行政に対する不信感等行政に対する態度の相異が、住民の対応の差異を生ぜしめた。(5)住民属性仮説:地区を構成する住民の社会的諸属性、具体的には、移動歴,居住歴,教育程度,職業階層などの相異が、住民の反応の相異を生ぜしめた。(6)市街化状況仮説:市街化の時期が、清水地区の方が静岡地区よりも早かったということが、住民の道路に対する生活の中での位置づけに相異を生ぜしめた。(7)既存計画仮説:清水地区のバイパスは、もともと市の道路計画があったものの上に乗せたものであり、一方静岡地区には、そのような既存計画は、存在しなかった。その差が住民対応の相異を生んだのではないか。(8)地域リーダー仮説:住民一般の資質の相異ではなく、地域リーダーの社会的属性、意識相互のネットワークなどの諸属性に相異が見られ、そのことが、地区としてのバイパス建設への対応の相異を生んだのではないか。以上、バイパス建設計画への住民の対応の差異を説明するであろうと思われる8つの要因(仮説)を提示した。それぞれまだ検討の余地が残されており、相互の重要性の比較を含めて、今後の課題としたい。
ZrO_2系熱遮蔽コーティングの界面力学特性の新しい測定方法の開発

EB-PVD TBC材料の熱暴露試験を大気中1150°Cで200時間まで行う。熱暴露による組織変化、酸化物層(TGO層)の成長挙動をSEM、光学顕微鏡で詳細に観察し、熱暴露条件と剥離生成の条件を明らかにすることを目的とした。EB-PVDにより作製したY_2O_3-ZrO_2コーティングの高温熱サイクル試験を行い、TGO層の化学組成をEPMA・EBSD・TEMを用いて調べた。また、Al_2O_3の構造をラマン分光を用いて調べた。この結果から、TGO層の組成と構造を明らかにした。TBC層の弾性率と熱膨張係数の熱暴露による変化を測定した。さらに、この際、弾性率の測定には超音波スペクトロスコピー、熱膨張係数の測定にはレーザー式を用いた。異なる熱暴露試験したコーティング材料を用いて界面剥離ひずみエネルギー開放率と熱暴露による組織変化との相関性を調べた。これにより、酸化により生成するTGO層の界面力学特性に与える影響を明らかにした。ZrO_2系熱遮蔽コーティングの界面力学特性の新しい測定方法の開発の一環として、本研究では、コーティング層を支持台に置き、基材の部分を上から押しぬく方法であるプッシュアウト法を開発した。試験条件として、コーティング層がバックリングせずに、両方のコーティング層が同時に剥離するための条件(試験片形状、冶具の設計等)についていろいろな寸法の試験片を用い、試験可能な試験片寸法や形状などを決めることが出来た。また、試験結果に及ぼす試験片長さ及び負荷条件(負荷速度など)の影響を調べ、安定界面亀裂が進展する最適な条件を設定した。そして、熱暴露による界面特性の変化をしらべるために、EB-PVD TBC材料の熱暴露試験を大気中1150°Cで200時間まで行った。熱暴露による組織変化、酸化物層(TGO層)の成長挙動をSEM、光学顕微鏡で詳細に観察し、熱暴露条件と剥離生成の条件との相互作用について検討している。現在までの研究で分かったのはTBC材料の界面靭性値は破壊される界面の場所に関係されていて熱暴露の初期段階ではTBC/TGO界面で亀裂の進展が起こる反面、熱暴露の中・終期ではTGO/Bond Coat界面を沿って亀裂進展が起こるのが確認され、界面靭性はTGO成長(TGO層の厚さ)に深く関係しているのが明らかになった。もう一つ本研究で分かった事実ではTGO層に形成される組織的な変態(Chromia, Spinel等)が界面靭性値に大きく影響を与えていることも明らかになった。
老化の過程の時系列解析による評価

29歳から65歳まで約36年間にわたり、毎月測定した体重や血圧のデータを時系列解析のX-11で分析した。長期的変動を示す傾向成分では、加齢とともに大きな波動を繰り返していくことがわかった。そこでその波動をスペクトル解析を行い、周期性を検討した。その結果、体重で20カ月など1年以上の長い周期が観察された。このような周期は、原データをスペクトル解析しても観測され、更に他の被検者でも観測されていることより、体重は1年以上の周期で波動しながら変化していくのではないかと思われた。さらに、同じデータを統計数理研究所で開発されたDECOMPという時系列解析プログラムで解析を試みた。その結果、若い年齢では体重と収縮期血圧は4次の自己回帰式が最もよくあてはまったが、高齢になると自己回帰の次数が1次あるいは2次の式が最もよくあてはまった。若い年齢ではある月の値はその4カ月前までの値により説明されるが、高齢になるにつれ、1、2カ月前の値で説明されることになり、高齢になると数カ月前の値よりは、それ以外の要因が影響してくるのではないかと思われた。また、体温、血液(赤血球数、ヘモグロビン、ヘマトクリット)の月次データも、X-11で解析した。その結果、体温や血液は、加齢による大きな値の変化は見られなかったが、やはり傾向成分は1年以上の長い周期の波動を持って変動していることがうかがえた。ヘモグロビンやヘマトクリットでは冬に高く、夏に低い季節変動がみられた。体重や血圧、体温の季節変動は、同じ個人内でも年齢により変化していた。例えば、体重では若い時は夏に高い値を示し、高齢になるにつれ、冬に高い値を示したり、血圧も年齢によっては必ずしも冬に高いわけではない傾向もみられた。平成4年度は、既存の月次データの分析を中心に行った。約36年間(29歳から65歳)にわたって体重や血圧を毎月測定したデータを様々な時系列解析の手法で分析した。まずは、従来発育などでも使われてきたセンサス局法という手法を用いた。このセンサス局法は、原データを傾向成分、季節成分、不規則成分に分解する手法である。その結果、体重や血圧の毎月の原データの測定値は、細かな変動を繰り返していたが、長期的な変動を示す傾向成分においても、加齢とともに大きな波動を繰り返しており、体重では波動しながら50歳頃まで増加し、その後60歳頃までは減少、65歳まで再び増加していた。さらに、この波動についての検討を試みた。まずこの波動に周期性があるかどうかスペクトル解析を用いて検討した。その結果、体重では、29歳から40歳頃までは約20ヶ月程度の周期をもって変動していることがわかった。また、45歳から65歳までは、約40ヶ月程度の周期が存在した。ただし、この周期の示す意味については、さらに検討を要する。また、季節成分については、従来、体重は一般に秋から冬に増加するといわれてきたが、必ずしもそうではなく、年齢によっては夏に増加することもあり、加齢により季節変動のパターンが変化していくことがわかった。さらに、統計数理研究所で新たに開発されたDECOMPという時系列解析プログラムでの解析も試みたが、それによると加齢とともにみられる波動は自己回帰(AR)式により、表現できる可能性も示唆された。一方、従来から行ってきた成人についての月1回の身体計測(体重、皮下脂肪、除脂肪体重などの測定)も継続して行った。平成5年度も、既存の月次データの分析を中心に行った。約36年間(29歳から65歳)にわたって体重や血圧等を毎月測定したデータを様々な時系列解析の手法で分析を試みた。

昨年度は、従来経済統計などでも使われてきたセンサス局法という手法を用いて分析した。このセンサス局法は、原データを傾向成分、季節成分、不規則成分に分解する手法である。その結果、たとえば体重は50歳頃までは加齢とともに増加しているが、この間長期的な変動を示す傾向成分では、大きな波動を繰り返していることがわかった。今年度は、統計数理研究所で開発されたDECOMPという時系列解析プログラムでの解析を試みた。このDECOMPという時系列解析のプログラムは、原データをトレンド成分、自己回帰(Auto Regerssive)成分、季節成分、不規則成分に分解することができるプログラムである。このプログラムにより、センサス局法の傾向成分でみられた波動をトレンド成分と自己回帰成分にわけて考えることが可能であり、さらにどのようなモデルが最もよくあてはまるかをAIC(赤池情報量基準)という指標を用いることにより、客観的に評価することができる。その結果、たとえば29歳から39歳までの体重の変化は、加齢とともに増加するトレンド成分で表現できるが、この間にみられる波動は、y(n)=0.91y(n-1)+0.59y(n-2)-0.63y(n-3)のような自己回帰式(y(n);ある月の値y(n-1)y(n-3);その1カ月3カ月前の値)が最もこの時期の波動を表現できることが示唆された。一方、従来から行ってきた成人についての月1回の身体計測(体重、皮下脂肪、除脂肪体重などの測定)も、継続して行った。従来は、29歳から65歳まで約36年間にわたり、毎月測定した体重や血圧のデータを時系列解析のセンサス局法で分析した結果、長期的変動を示す傾向成分では、加齢とともに大きな波動を繰り返していくことがわかった。今回は、その波動をスペクトル解析を行い、周期性を検討した。その結果、体重で20カ月など1年以上の長い周期が観察された。このような周期は、原データをスペクトル解析しても観測され、さらに他の被検者についても観測されていることより、体重は1年以上の周期の波動をしながら加齢とともに変化していくのではないかと思われた。さらに昨年に引き続き、同じデータを統計数理研究所で開発されたDECOMPという時系列解析プログラムで解析を試みた。その結果、若い年齢では体重と収縮期血圧は4次の自己回帰式が最もよくあてはまったが、高齢になると自己回帰の次数が1次あるいは2次となり、若い年齢ではある月の体重や収縮期血圧の値はその4カ月前までの値により説明されるが、高齢になるにつれ、1、2カ月前の値により説明されることになり、高齢になると数カ月前の値よりはその他の要因が関係しているのではないかと思われた。また、体重と血圧以外に、体温、血液(赤血球数、ヘモグロビン、ヘマトクリット)のデータも、センサス局法で解析を行った。その結果、体温や血液は、加齢による大きな値の変化は見られなかったが、やはり傾向成分は1年以上の周期の波動を持って変動していることがうかがえた。ヘモグロビンやヘマトクリットでは冬に高く、夏に低い季節変動がみられた。体重や血圧、体温の季節変動は、年齢により変化しており、例えば体重では若いときは夏に高い値を示し、高齢になるにつれ、冬に高い値を示す被検者がいたり、血圧も年齢により、必ずしも冬季が高いわけではないなど個人を長期に毎月測定することにより、今までと異なる季節変動の傾向が把握できた。
競争的環境への応用を考慮した共進化型マルチエージェント強化学習手法

本研究の代表者らが提案してきた進化型ニューラルネットに基づくマルチエージェント強化学習手法は,マルチエージェント強化学習を行う上で問題となる行動政策空間の爆発に対応可能なだけでなく,(i)連続/離散値の入出力への対応,(ii)連続/離散時間への対応および(iii)大域的に良好な行動政策の獲得などの可能性を有しており,マルチエージェント強化学習手法の基本的枠組みとして有望であるが,RoboCupサッカー環境に代表される競争的な環境への適用が難しいという問題点があった.本研究では,競争的環境の代表的応用領域として,対戦型ゲームに焦点を合わせ,良好な対戦型ゲーム戦略を創発的に設計するためのマルチエージェント強化学習手法の基本的枠組みを提案し,その有効性を実験的に確認した.具体的には,進化型ニューラルネット手法において採用されていた世代交代モデルMGGを発展させた共進化型世代交代モデルCMGGを提案すると共に,提案モデルにより,ランダムに生成された対戦型ゲーム戦略の集団を,それらの間の対戦結果に基づき,共進化的に最適化可能であることを実験的に確認した.実験では特に,関数近似ゲームおよびエアーホッケーゲームと呼ばれる対戦型ゲームへの適用を中心に,提案モデルの有効性を明らかにした.提案モデルを現実的な問題領域に適用するためには,高速化,リカレントニューラルネットへの対応および遺伝的プログラミングとの融合などが必要となる.本研究では,これらの課題を解決するための要素技術として,(i)マルチエージェント探索手法,(ii)リカレントニューラルネットの荷重と構造の同時最適化のための世代交代モデルおよび(iii)遺伝的プログラミングにおける解の爆発的複雑化を回避可能な世代交代モデルを提案し,それらの有効性ならびに提案モデルとの融合の可能性に関する実験的評価を行った.本研究の代表者らが提案してきた進化型ニューラルネットに基づくマルチエージェント強化学習手法は,マルチエージェント強化学習を行う上で問題となる行動政策空間の爆発に対応可能なだけでなく,(i)連続/離散値の入出力への対応,(ii)連続/離散時間への対応および(iii)大域的に良好な行動政策の獲得などの可能性を有しており,マルチエージェント強化学習手法の基本的枠組みとして有望であるが,RoboCupサッカー環境に代表される競争的な環境への適用が難しいという問題点があった.本研究では,競争的環境の代表的応用領域として,対戦型ゲームに焦点を合わせ,良好な対戦型ゲーム戦略を創発的に設計するためのマルチエージェント強化学習手法の基本的枠組みを提案し,その有効性を実験的に確認した.具体的には,進化型ニューラルネット手法において採用されていた世代交代モデルMGGを発展させた共進化型世代交代モデルCMGGを提案すると共に,提案モデルにより,ランダムに生成された対戦型ゲーム戦略の集団を,それらの間の対戦結果に基づき,共進化的に最適化可能であることを実験的に確認した.実験では特に,関数近似ゲームおよびエアーホッケーゲームと呼ばれる対戦型ゲームへの適用を中心に,提案モデルの有効性を明らかにした.提案モデルを現実的な問題領域に適用するためには,高速化,リカレントニューラルネットへの対応および遺伝的プログラミングとの融合などが必要となる.本研究では,これらの課題を解決するための要素技術として,(i)マルチエージェント探索手法,(ii)リカレントニューラルネットの荷重と構造の同時最適化のための世代交代モデルおよび(iii)遺伝的プログラミングにおける解の爆発的複雑化を回避可能な世代交代モデルを提案し,それらの有効性ならびに提案モデルとの融合の可能性に関する実験的評価を行った.近年,種々の強化学習手法を応用して,エージェント群そのものに,試行錯誤的な相互作用を行わせながら,それらが採用すべき協調行動をボトムアップ的に組織化させ,それによってマルチエージェントシステムの設計者を支援しようとする試み(マルチエージェント強化学習)が数多くなされている.しかし,エージェント群に,従来の強化学習を適用して適切な協調行動を獲得させようとすると,各エージェントの行動政策空間は組合せ的に爆発してしまう.本研究の代表者らが提案してきた進化型ニューラルネットに基づくマルチエージェント強化学習手法は,マルチエージェント強化学習を行う上で問題となる行動政策空間の爆発に対応可能なだけでなく,(i)連続および離散値の入出力への対応,(ii)連続および離散時間への対応ならびに(iii)大域的に良好な行動政策の獲得などの可能性を有しており,マルチエージェント強化学習手法の基本的枠組みとして有望であるが,RoboCupサッカー環境に代表される競争的な環境への適用が難しいという問題点があった.平成16年度は,競争的環境の例として,RoboCupサッカーに代表される対戦型ゲームに焦点を合わせ,良好な対戦型ゲーム戦略を創発的に設計するためのマルチエージェント強化学習手法の基本的枠組みを提案し,その有効性を実験的に確認した.具体的には,進化型ニューラルネット手法において採用されていた世代交代モデルMGGを発展させた共進化型世代交代モデルCMGGを提案すると共に,提案モデルにより,ランダムに生成された対戦型ゲーム戦略の集団が,それらの間の対戦結果に基づき,共進化的に改善可能であることを実験的に検証した.実験では特に,対戦型関数近似ゲームおよび2次元エアーホッケーゲームと呼ばれる対戦型ゲームにおける戦略設計問題への適用を中心に,提案モデルCMGGの有効性を明らかにした.本研究の代表者らが提案してきた進化型ニューラルネットに基づくマルチエージェント強化学習手法は,マルチエージェント強化学習を行う上で問題となる行動政策空間の爆発に対応可能なだけでなく,(i)連続/離散値の入出力への対応,(ii)連続/離散時間への対応および(iii)大域的に良好な行動政策の獲得などの可能性を有しており,マルチエージェント強化学習手法の基本的枠組みとして有望であるが,RoboCupサッカー環境に代表される競争的な環境への適用が難しいという問題点があった.

平成17年度は,競争的環境の代表的応用領域として,対戦型ゲームに焦点を合わせ,良好な対戦型ゲーム戦略を創発的に設計するためのマルチエージェント強化学習手法の基本的枠組みを提案し,その有効性を実験的に確認した.具体的には,進化型ニューラルネット手法において採用されていた世代交代モデルMGGを発展させた共進化型世代交代モデルCMGGを提案すると共に,提案モデルにより,ランダムに生成された対戦型ゲーム戦略の集団が,それらの間の対戦結果に基づき,共進化的に最適化可能であることを実験的に確認した.実験では特に,関数近似ゲームおよびエアーホッケーゲームと呼ばれる対戦型ゲームへの適用を中心に,提案モデルの有効性を明らかにした.提案モデルを現実的な問題領域に適用するためには,高速化,リカレントニューラルネットへの対応および遺伝的プログラミングとの融合などの課題が残されている.平成17年度は,これらの課題を解決するための要素技術として,(i)マルチエージェント探索手法,(ii)リカレントニューラルネットの荷重と構造の同時最適化のための世代交代モデルおよび(iii)遺伝的プログラミングにおける解の爆発的複雑化を回避可能な世代交代モデルを提案し,それらの有効性ならびに提案モデルとの融合の可能性に関する実験的評価を行った.
環状共役14族元素2価活性種と2量体の合成

2配位ケイ素原子、すなわちシリレン単位を環内に含む新規な環状共役2配位ケイ素化学種、シラシクロペンタジエニリデンを合成してその反応性、さらに理論的立場からその構造および電子状態に検討を加え、これが反芳香族4π電子系化合物であることを明らかにした。今回、この高周期同族体である環状共役ゲルミレン、すなわちゲルマシクロペンタジエニリデン1を発生させ、その反応性を検討した。前駆体と期待されるゲルマノルボルナジエン誘導体4を得るために、スピロ型ビスゲルモールにシクロオクチンをDiels-Alder反応させた。しかし、対応するシロール誘導体の場合と異なり、恐らく4が極めて熱的に不安定なため、本反応ではその分解生成物であるテトラフェニルベンゼン7が得られたのみであった。そこで、この反応過程で1が実際に発生していることを確認するために、同反応条件下捕捉剤o-キノン5を存在させて反応を行った。その結果、期待される捕捉生成物6が7とともに得られた。6は対応する1,1-ジクロロゲルモールとカテコールから別途合成した標品と一致した。次に分子内に、ジシラゲルマン単位を有する9,9-ジシラ-9-ゲルマフルオレン8を合成し、その光分解による9-ゲルマフルオロニリデン2の生成を試みた。8をヘキサン溶液中で捕捉剤2,3-ジメチルブタジエン存在下で低圧水銀灯を用いて光照射すると、期待される捕捉生成物9が得られた。上述のようにo-キノンおよび1,3-ジエン付加体6および9が生成することはゲルマシクロペンタジエニリデン類1および2がシラシクロペンタジエニリデン類と同様に4π反芳香族的な性質を有することを示唆している。
素粒子物理学の誕生と発展

1930年代にはじまつた素粒子物理学の研究は、今日に至るまで多面的な発展を続けてきた。この中で、湯川秀樹・朝永振一郎をピークとする日本の研究が果してきた役割は非常に大きい。本研究は、日本における素粒子研究の誕生と展開、欧米への伝播、欧米の研究との関係、社会との関係などについて、主に1960年代までに時期を限り、3か年計画で明らかにすることを目標にして進められた。本研究計画において利用された資料は、京都大学湯川記念館史料室が所蔵する未公刊のものの分類・整理から始められた。その作業は湯川記念館史料室委員会(河辺六男・小沼通二ほか)によつて進められ、1982年に第1次公表がおこなわれて以来、解析が続き、1988年には第4次の公表がおこなわれた。今年度の中心課題は、第2次世界大戦後、占領下にあった日本の素粒子物理学の展開が、困難な條件の下でいかに進められ、いかにして国際社会に復帰することができたかを明らかにできたことであった。この分析には、最近公開され、国会図書館において利用可能となった占領軍文書の解析が役に立った。さらに本研究の中で、湯川が中間子理論の第一論文を書きあげた直後にとりくんでいた問題が明らかになった。これは、後にE.Majoranaが発表したニュートリノの理論である。不幸にして未完のまま終った自己共役なニュートリノ理論の問題意識は、Majoranaと全く同じであった。また、湯川の最初の国外出張となった1939年の欧米の旅についても、経過が明らかになった。これらについては近くとりまとめる予定である。1930年代にはじまった素粒子物理学の研究は、今日に至るまで多面的な発展を続けてきた。本研究は、日本における素粒子の研究の展開,欧米への伝播,欧米の研究との関連,社会との関係などについて、主に1960年代までに時期を限り、3か年計画で明らかにしていこうとするものである。第1年目の今年度は、問題を提起・発展させ、第2・第3年度には、新しい問題をとりあげつつ、まとめていくことを構想し、この線に沿って第1年目の研究計画を進めた。今年度は具体的には、京都大学湯川記念館史料室の未公刊資料の整理・分析をおこない、とくに新たに利用可能となった湯川秀樹関係の往復書簡を中心にしたまとめをおこなった。その結果は、すでに日本物理学会第42回年会において発表したが、近く論文としてまとめ、ひきつづき図書の形での刊行する計画の中に含める準備を進めている。発表された論文,当事者の回想・日記などに、これらの書簡をあわせて比較研究することにより、これまで明らかでなかった物理学史上の成果が得られているが、とくに、朝永振一郎著作集別巻1に収録されている日記(1937年以降)と書簡や、1948年に創刊された素粒子論グループの機関誌「素粒子論研究に掲載された多数の海外からの書簡の比較研究からは興味深い結果を得ることが可能となった。中でも、湯川秀樹の中間子論の展開を、当時ドイツに滞在していた朝永の眼を通して見、第2次世界大戦直後の朝永振一郎のくりこみ理論の展開を、R.オッペンハイマーや、直後にアメリカに渡った湯川の眼を通してみることにより、これらの日本の成果が殴米に与えた衝撃をはじめて明らかにすることができたことは興味深い。1930年代にはじまった素粒子物理学の研究は,今日に至るまで多面的な発展を続けてきた.この中で,湯川秀樹,朝永振一郎をピークとする日本の研究が果してきた役割は非常に大きい.本研究は,日本における素粒子の研究の展開,欧米への伝播,欧米の研究との関連,社会との関係などについて,主に1960年代までに時期を限り, 3か年計画で明らかにしていこうとするものである.第2年目の今年度は,問題を提起した第1年目にひきつづき,新しい問題をとりあげつつ,第3年目の最後に一応のまとめをおこなうことを構想し,研究計画を進めた.具体的には,今年度は,第1年目にひきつづき湯川記念館史料室(京都大学)にある未公刊資料の整理・分析をおこなうとともに, 1987年夏に新たに公開された第2次世界大戦後の連合軍による日本占領当時の科学技術関係秘密文書の分析を中心に研究を進めた.この公開資料の中の科学技術関係文書は,約10000ページにのぼり,わずかに整理されただけであるので調査はいまだ完了していない.それでも, GHQ(連合軍最高司令部)管理下の物理学研究の実態が次第に浮び上ってきている.とくに戦時中に原子力研究にたずさわった日本の科学者の逮捕指令が出され,実施に移される前に解除されたことは,これまでその事実さえ全く知られていなかったことである.サイクロトロン破壊をめぐる新資料も発見した.さらに戦後の物理学の国際交流の再開について,とくに湯川秀樹・朝永振一郎らの渡米に至る経過も明らかにできた.これらについては,すでに日本物理学会第43回年会において発表され,論文としてまとめつつある.また1950年代の素粒子物理学研究の社会的側面,共同利用研究所の誕生についてもまとめることができた.1930年代にはじまつた素粒子物理学の研究は、今日に至るまで多面的な発展を続けてきた。

本研究は、日本における素粒子研究の誕生と展開、欧米への伝播、欧米の研究との関係、社会との関係などについて、主に1960年代までに時期を限り、3か年計画で明らかにすることを目標にして進められた。本研究計画において利用された資料は、京都大学湯川記念館史料室が所蔵する未公刊のものの分類・整理から始められた。その作業は湯川記念館史料室委員会(河辺六男・小沼通二ほか)によつて進められ、1982年に第1次公表がおこなわれて以来、解析が続き、1988年には第4次の公表がおこなわれた。今年度の中心課題は、第2次世界大戦後、占領下にあった日本の素粒子物理学の展開が、困難な條件の下でいかに進められ、いかにして国際社会に復帰することができたかを明らかにできたことであった。この分析には、最近公開され、国会図書館において利用可能となった占領軍文書の解析が役に立った。さらに本研究の中で、湯川が中間子理論の第一論文を書きあげた直後にとりくんでいた問題が明らかになった。これは、後にE.Majoranaが発表したニュートリノの理論である。不幸にして未完のまま終った自己共役なニュートリノ理論の問題意識は、Majoranaと全く同じであった。また、湯川の最初の国外出張となった1939年の欧米の旅についても、経過が明らかになった。これらについては近くとりまとめる予定である。
水素イオン感応性シリカキセロゲル膜の作製と水素イオン分布顕微鏡の開発

本年度は,テトラエチルオルトシリケートの加水分解・重合反応によって作製したシリカキセロゲル膜の構造および膜特性を原子間力顕微鏡(AFM)および接触角測定により判断し,得られたデータから判断した最適製膜条件をもとに,Si製カンチレバー上にシリカキセロゲル膜をディップコーティング法により塗布した.しかし,SEM等による観察の結果,カンチレバー上に塗布したシリカキセロゲル膜が不均一であり,また一部分にはくりが生じた.よって,昨年度の研究においてガラス基板上へ塗布したゾル組成,コーティング条件ではシリカキセロゲル膜を適切に塗布することができないことがわかった.そこで,Si製カンチレバーからSi_3N_4製カンチレバーに変更して,溶液環境のpH変化に対して原子間力顕微鏡によって測定されるフォースカーブがどのように変化するか調査した.そのため,金板を中性水溶液中でカソード分極することによって,金表面で酸素の還元反応を生じさせ,表面のpHを変化させた.フォースカーブの測定から溶液内のpHの変化に応じて,フォースカーブ形状が変化し,カンチレバーにかかる引力が変化することが明らかになった.このことから,試料表面のpH変化をフォースカーブ測定より検出し,pH分布をマッピングすることが今後期待された.今後は,機水特性が良いシリカキセロゲルにSi_3N_4を添加した薄膜をカンチレバー上に塗布できるように製膜条件を探索し,水素イオン分布測定に適用したいと考えている.本年度は,ゾルゲル法によって撥水性を有するシリカキセロゲル膜の作製を試み,作製したシリカキセロゲルの構造および膜特性を原子間力顕微鏡(AFM)および接触角測定により調査した.作製したキセロシリカゲル膜は,金属アルコキシドとしてテトラエチルオルトシリケート(TEOS)またはテトラメチルオルトシリケート(TMOS)と蒸留水の混合液([H_2O]/[Alkoxide]比が3.5(TEOSの場合)および1.53(TMOSの場合))に,酸(HCl)または塩基(NH_4OH)を加え,攪拌しながら40°Cで加水分解と重合を2時間進行させた.このとき塩酸または水酸化アンモニウムの添加量によって,加水分解反応および重合速度を調整した.このゾルを1100rpmで回転するガラス基板にスピンコーティングし,その基板をデシケーター内で2日間常温乾燥させることによりシリカキセロゲル膜を得た.その膜をSEMにより観察した結果,TEOSおよびTMOSのいずれをシリカ源として作製したキセロシリカ膜は非常に均一でほぼ無欠陥のシリカ膜を作製することができた.このとき膜厚を表面粗さ計で測定した結果,約350nmであった.また膜構造を変化させる目的で加水分解に用いるHClとTMOSのモル比[HCl]/[TMOS]を0.001から0.5まで変え,そのとき得られた膜をAFMで測定した結果,膜の表面構造が徐々に粗くになり(20nm以上にまで),0.5Mでは表面に割れなどの欠陥が発生した.一方,[HCl]/[TMOS]の比が増加するにつれて徐々に接触角が大きくなり,0.001Mのとき約73度,0.01Mのとき約77度となった.以上の結果から,酸や塩基の添加量を適宜調整することによって,十分な撥水性を有するキセロシリカゲル膜を作製することができた.今後は作製したシリカキセロゲル膜に水素イオンとの間に強い相互作用(引力)を示すSi_3N_4のナノ粒子を担持させることでpH感応性を付与し,その膜で改質したAFMカンチレバーを組み込み,水素イオン分布顕微鏡を開発する計画である.本年度は,テトラエチルオルトシリケートの加水分解・重合反応によって作製したシリカキセロゲル膜の構造および膜特性を原子間力顕微鏡(AFM)および接触角測定により判断し,得られたデータから判断した最適製膜条件をもとに,Si製カンチレバー上にシリカキセロゲル膜をディップコーティング法により塗布した.しかし,SEM等による観察の結果,カンチレバー上に塗布したシリカキセロゲル膜が不均一であり,また一部分にはくりが生じた.よって,昨年度の研究においてガラス基板上へ塗布したゾル組成,コーティング条件ではシリカキセロゲル膜を適切に塗布することができないことがわかった.そこで,Si製カンチレバーからSi_3N_4製カンチレバーに変更して,溶液環境のpH変化に対して原子間力顕微鏡によって測定されるフォースカーブがどのように変化するか調査した.そのため,金板を中性水溶液中でカソード分極することによって,金表面で酸素の還元反応を生じさせ,表面のpHを変化させた.フォースカーブの測定から溶液内のpHの変化に応じて,フォースカーブ形状が変化し,カンチレバーにかかる引力が変化することが明らかになった.このことから,試料表面のpH変化をフォースカーブ測定より検出し,pH分布をマッピングすることが今後期待された.今後は,機水特性が良いシリカキセロゲルにSi_3N_4を添加した薄膜をカンチレバー上に塗布できるように製膜条件を探索し,水素イオン分布測定に適用したいと考えている.
精神分裂病における興奮性アミノ酸受容体遺伝子変異の解析

NMDA受容体活性はシナプス形成や神経可塑性に大きな影響を与えることが知られており、分裂病の神経発達障害仮説の見地からも注目されているタンパクである。NMDA受容体はR1とR2から構成されるチャンネルであり、R2には4つのサブユニット(A-D)が存在する。サブユニットによって、脳内分布が異なっているが、R2Bサブユニットは、分裂病の陰性症状との関連が示唆されている前頭葉皮質および海馬に多く発現している。本研究では、まずNMDA受容体2Bサブユニット(以下、NR2B)を陰性症状が主体である分裂病の候補遺伝子であると考え、PCR/SSCP法によって、NR2B遺伝子における多型の同定を試みた。その結果、細胞内に存在するC末端のアミノ酸をコードする塩基にサイレント変異を見出し、その多型について分裂病における相関研究を行ったが、遺伝子型、遺伝子頻度ともに健常対照群と有意な差を認めなかった。NMDA受容体遺伝子多型で、エクソンに存在し機能的な変化をきたす可能性があるミスセンス変異の同定を試みたが見出すことはできなかった。以上の研究と平行する形で、セロトニン神経伝達に関連する遺伝子多型にも着目し、分裂病、自殺との相関研究を行ったが、有意な関連を見出すことはできなかった。さらに特異的抗体を用いた免疫定量により分裂病死後脳における神経栄養因子の生化学的変化を検討し、BDNFの前部帯状回、海馬での上昇を見出した。細胞内情報伝達系で重要な役割を担うホスフォリパーゼCβの左上側頭回特異的な減少を同定した。健常者でみられる左右半球の非対称性が分裂病患者では失われていたことから、神経発達異常の分裂病の病態への関与が示唆されたが、本研究では遺伝子レベルでの異常と分裂病の病因との関連を見出すことはできなかった。NMDA受容体アンタゴニストが幻覚、妄想といった分裂病の陽性症状だけではなく、自閉、感情鈍麻といった、分裂病の予後悪化の主たる要因である陰性症状類似の症状を発現することから、NMDA受容体と分裂病の陰性症状との関連が示唆されている。また、NMDA受容体活性はシナプス形成や神経可塑性の大きな影響を与えることが知られており、分裂病の神経発達障害仮説の見地からも注目されているタンパクである。R1は脳内に広汎に発現しているが、R2はサブユニットによって、脳内分布が異なっている。中でも、R2Bサブユニットは、分裂病の陰性症状との関連が示唆されている前頭葉皮質および海馬に多く発現している。さらに、同定された多型の頻度を陰性症状が主体の慢性分裂病患者群と健常対照群間で比較することにより、NR2B遺伝子が分裂病における陰性症状の病因遺伝子である可能性について検討した。その結果、細胞内に存在するC末端のアミノ酸をコードする塩基にサイレント変異を見出した。さらに、見出された多型について分裂病における関連研究を行ったが、遺伝子型、遺伝子頻度ともに健常対照群と有意な差を認めなかった。現在、NMDA受容体遺伝子の他の遺伝子多型、特に機能的な変化をきたすようなミスセンス変異の同定に着手している。

NMDA受容体はR1とR2から構成されるチャンネルであり、R2には4つのサブユニット(A-D)が存在する。サブユニットによって、脳内分布が異なっているが、R2Bサブユニットは、分裂病の陰性症状との関連が示唆されている前頭葉皮質および海馬に多く発現している。本研究では、NMDA受容体2Bサブユニット(以下、NR2B)を陰性症状が主体である分裂病の候補遺伝子であると考え、PCR/SSCP法によって、NR2B遺伝子における多型の同定を試みた。その結果、細胞内に存在するC末端のアミノ酸をコードする塩基にサイレント変異を見出し、その多型について分裂病における相関研究を行ったが、遺伝子型、遺伝子頻度ともに健常対照群と有意な差を認めなかったため、NMDA受容体遺伝子多型でエクソンに存在し機能的な変化をきたす可能性があるミスセンス変異の同定を試みたが見出すことはできなかった。以上の研究と平行する形で、セロトニン神経伝達に関連する遺伝子多型にも着目し、分裂病、自殺との相関研究を行ったが、有意な関連を見出すことはできなかった。さらに特異的抗体を用いた免疫定量により分裂病死後脳における神経栄養因子の生化学的変化を検討し、BDNFの前部帯上回、海馬での上昇を見出した。神経発達異常の分裂病の病態への関与が示唆されたが、本研究では遺伝子レベルでの異常と分裂病の病因との関連を見出すことはできなかった。
染色体接着因子Rec8による減数分裂における染色体分配の制御機構

真核生物の染色体は、機能的および構造的に明確なドメインを構成している。その中でもセントロメアは、スピンドルと染色体の連結をつかさどり、染色体分配に本質的な役割をもつ。ほとんどの真核生物のセントロメアには、リピート配列が存在し、そこにヘテロクロマチン構造が形成されることが知られているが、その役割はよく分かっていなかった。本研究で、分裂酵母を用いた解析から、染色体分配に必須の役割をもつ染色体接着因子コヒーシンが、ヘテロクロマチンタンパク質Swi6に依存してセントロメアに濃縮されることを突き止めた。swi6変異株あるいはSwi6の局在を阻害する変異株では、コヒーシンのヘテロクロマチン領域への濃縮が解消され、コヒーシンのわずかな欠損で動原体機能に致命的な欠損を生じるようになった。また動物細胞では、ヘテロクロマチンタンパク質HP1(Swi6ホモログ)が、セントロメアに加えてそれ以外の機能未知の染色体部位にも局在することが知られている。分裂酵母では、接合型遺伝子の制御カセット部位にもSwi6が局在するが、ここでも、Swi6に依存して凝集するコヒーシンが、カセットの正しい組み換えに重要な役割をはたしていることが明らかとなった。ヘテロクロマチンタンパク質Swi6/HP1機能の一端が、染色体上における局所的な「コヒーシン機能の濃縮」にあることが強く示唆された(Naturc Cell Biol.2002)。この発見は、減数分裂でセントロメアと腕部で見られる染色体接着の違いをつくる機構と密接に関係しているものと考えられ、今後の本研究課題の発展につながるものと期待される。体細胞分裂期には染色体接着因子Rad21が働き、減数分裂期には染色体接着因子Rec8が特異的に発現し、Rad21の代わりをする。このとき、姉妹染色分体の分配様式がRec8の機能に依存して均等分裂から還元分裂へとシフトす。分裂酵母のセントロメア領域はインナー・セントロメアとアウター・セントロメアの2つの領域に分けられる。体細胞分裂期の解析から、インナー・セントロメアの構造がセントロメアの方向を決定するのに重要な役割を果たしていることが知られている。体細胞分裂および減数分裂の前期の細胞における、染色体の各領域におけるRad21およびRec8の結合状態をCHIP(Chromosome Immunoprecipitation)法により調べた結果、セントロメア領域のDNAへの結合状態が両者で異なることがわかった。体細胞分裂期にはたらくRad21はアウター・セントロメアへの局在のみが顕著に見られたのに対し、減数分裂期にはたらくRec8はアウター・セントロメアに加えインナー・セントロメアにも顕著に局在することが分かった。この結果から、Rec8が減数分裂のときにインナー・セントロメアの構造を特異的に修飾してその方向性を制御した結果、姉妹動原体の一方向性を確立していることが強く示唆された。CHIP法を用いて通常の減数分裂で、Rec8の染色体への局在を調べたところ、減数分裂前DNA合成の開始の直前にRec8がすでに染色体上に局在することが分かった。また、rec8のプロモーターを発現のタイミングがわずかに遅れる別の減数分裂プロモーターにすげ替えて発現させたところ、Rec8は発現されたのだが、その機能はほとんど失われた。これらの結果から、Rec8は減数分裂前DNA合成期に、還元分裂を確立する機能を発揮するとが明らかとなった。また同時に、すべての生物で減数分裂がなぜG1期からしか始まらないのかについて、一つの明確な理由を見つけたことになる。

ほとんどの真核生物のセントロメアには、リピート配列が存在し、そこにヘテロクロマチン構造が形成されることが知られているが、その役割はよく分かっていない。本研究で、分裂酵母を用いた解析から、染色体分配に必須の役割をもつ染色体接着因子コヒーシンが、ヘテロクロマチンタンパク質Swi6に依存してセントロメアに濃縮されることを突き止めた。swi6変異株あるいはSwi6の局在を阻害する変異株では、コヒーシンのヘテロクロマチン領域への濃縮が解消され、コヒーシンのわずかな欠損で動原体機能に致命的な欠損を生じるようになった。また動物細胞では、ヘテロクロマチンタンパク質HP1(Swi6ホモログ)が、セントロメアに加えてそれ以外の機能未知の染色体部位にも局在することが知られている。分裂酵母では、接合型遺伝子の制御カセット部位にもSwi6が局在するが、ここでも、Swi6に依存して凝集するコヒーシンが、カセットの正しい組み換えに重要な役割をはたしていることが明らかとなった。ヘテロクロマチンタンパク質Swi6/HP1機能の一端が、染色体上における局所的な「コヒーシン機能の濃縮」にあることが強く示唆された(Nature Cell Biol.2002)。この発見は、減数分裂でセントロメアと腕部で見られる染色体接着の違いをつくる機構と密接に関係しているものと考えられ、今後の本研究課題のさらなる発展につながるものと期待される。
化学集積回路の創成と医療機器への展開

化学反応の検出・制御,物質の効率的な輸送を半導体集積回路上で行うことにより様々な化学反応をチップ上に集積した化学集積回路の研究を推進した.化学反応の検出に適したCMOS集積回路方式として,電流モードの新しい低消費電力・高精度のアナログ集積回路を提案した.これにより電位・電流・インピーダンス・光計測を統合したマルチモーダル型64x64センサアレイを設計し試作によりその機能を実証した.また,化学反応の制御,物質の効率的な輸送を行うためメムス・プロセスとの統合を行った.スタンドアローンの小型可搬型装置を作製し,誘電泳動とインピーダンス計測を用いて1個の細菌検出に成功した.化学反応の検出、化学反応の制御、物質の効率的な輸送を半導体集積回路上で行うことにより様々な化学反応をチップ上に集積した化学集積回路の実現を目的とする。この化学集積回路は、医療・環境・健康への応用が最も期待される分野である。検査診断システムにおいては、その取扱いに専門性を要せず短時間で分析可能で、ユビキタス情報社会と整合性の高いことが求められ、その上で極微の生体分子を検出することが最重要課題となる。化学反応を検出するために、電気化学計測のCMOS集積回路を消費電力3μW/センサ以下を目標に新たに設計した。電位検出型64x64センサアレイ、電流検出型32x32センサアレイ、電位・電流・インピーダンス計測を統合したマルチモーダル型16x16センサアレイのチップを試作し評価を行った結果、センサばらつきが大きく、その主要因がペアトランジスタの閾値ばらつきにあることが判明し、校正回路を導入した新たな回路を設計した。また、低雑音化の検討を進めた。更に、バイオ信号をパルスの時間幅に変換し、時間ディジタル変換によりディジタル化する新たな回路を考案し、試作・評価した結果、電流パルス方式により時間分解能で3桁の性能向上を実証することができた。物質の輸送として、電気的な方法と磁気的な方法を検討した。電気的な方法としては電気泳動を念頭に、マトリックス状に並んだセルにそれぞれ異なる電圧を書き込む回路を考案した。磁気的な方法としては、マイクロインダクタにより局所的に磁場を発生させて物質を移動すると同時に存在を検出する回路を検討した。また、金電極ーポリイミド保護膜ーSU8マイクロ流路ーステルスダイシングのポストCMOS集積プロセスを構築した。更に、PDMSマイクロ流路ーシリコーン/溶液ホルダによる実装系の検討を行い、電気配線・溶液送排出系の統合に対する見通しを得た。化学反応の検出、化学反応の制御、物質の効率的な輸送を半導体集積回路上で行うことにより様々な化学反応をチップ上に集積した化学集積回路の実現を目的とする。検査診断システムにおいては、その取扱いに専門性を要せず短期間で分析可能で、ユビキタス情報社会と整合性の高いことが求められ、その上で極微の生体分子を検出することが最重要課題である。化学反応の検出法として化学平衡で決まる酸化還元電位検出法を用い、従来より2桁の信号安定性を達成した。プローブ分子の使用量を少なくし汎用性を高めるため、数10ミクロンのビーズにプローブ分子を固定する方法を用い、グルコースおよびDNA配列の検出に成功した。また、無電界メッキで自己整合的に形成したマイクロ金電極を用い、細胞を1個単位でカウンティングすることに成功した。センサの最も重要な性能指標はS/N(信号/雑音)比である。S/N比を向上するには、単発の信号を用いるのではなく、平均化した信号を用いることが有効である。平均化は最も優れたローパス・フィルタと言える。電流はキャパシタに電荷として蓄えていくことにより積算することができる。インピーダンスは交流の電流であり、ミキサにより平滑化した後に、ローパス・フィルタ(積算器)に通せばよい。従って、電位を電流に変換できれば、回路を一本化でき、電位・電流・インピーダンス計測を統合することができる。電位を電流に変換する回路を新たに考案し、電位・電流・インピーダンス計測を統合するチップを設計し、試作により基礎データを取得した。更に、分子の輸送を目的にチップ上で電気泳動を行う回路を設計した。アナログメモリをアレイ状に並べ、任意の電圧を個別に記憶・印加することに成功した。1.生体分子のオンチップ・リアルタイム増幅検出:酸化還元電位検出法を用いた64×64電位センサアレイ集積回路を開発し,DNA塩基配列検出の基礎実験を行った.プライマー伸長反応に伴って放出されるピロリン酸を酵素反応によりフェリシアン・フェロシアンの濃度比に変換して検出する.20dB以上の大きなS/N比を得ることに成功した.2.生体1分子分布の電気的計測:生体1分子を同時並行で電気的に検出する方法として,酸化還元電流とインピーダンスを用いる方法を検討し,電流により細菌の数をカウントするセンサの基礎実験を行った.微細な金電極を形成するため,標準CMOSの最上層配線であるAlを無電解Auメッキする自己整合プロセスを開発し,バクテリアサイズのビーズ及びヒーラ細胞の検出に成功した.3.化学反応検出制御回路:スタティック・センサセル回路として電位,電流,インピーダンス,光を統合した標準・汎用チップを設計・試作した.

ダイナミック・センサセルとして,アナログ検出信号を電流パルスの時間幅で表し,時間の対数をディジタル信号に変換するTDC(Time-to-Digital Converter)を新たに提案し,試作により時間分解能・消費電力ともに従来回路に比べ1/25の向上と6桁の高ダイナミックレンジを実証した.化学反応の制御技術として,マイクロフルイドによる流れ制御,電界による電気泳動,磁場による磁性ビーズの輸送,ヒーターと温度計による温度制御,をチップ上で行う初期実験に成功した.4.化学集積回路に向けたマイクロフルイド形成:半導体集積回路とPDMSのマイクロフルイドを一体化するプロセスを開発した.5.検査・診断総合システム構築:バッテリー駆動の小型分析装置を試作した.双フロー系の参照電極を装置内に組み込むことにより,装置の小型化に成功した.生体分子のオンチップ・リアルタイム増幅検出、生体1分子分布の電気的計測に関しては、ようやく装置が完成し原理実験が行える段階に来ており、平成28年度には結果を出せる段階にある。化学反応検出制御回路、化学集積回路に向けたマイクロフルイド形成、検査・診断総合システム構築に関しては、当初の目的を達成しており、残り2年で当初の目標を超える研究に進展させ、予定以上の成果をあげるようにしたい。1.生体分子のオンチップ・リアルタイム増幅検出:癌・ウィルス・細菌のマーカーになることが知られているマイクロRNAをNASBA法により一定温度で増幅しながら検出する基礎実験を行った。pHおよび生物発光により増幅しながらオンチップで検出できる見通しを得た。2.生体1分子分布の電気的計測:細菌と同じ大きさの1μmのビーズを酸化還元電流の変化として、1個ずつカウントすることに成功した。更にウィルスを検出するには、ウィルスの大きさ程度の微小な金電極を形成する必要があるが、イオン化傾向の違いを用いてAlからZn, ZnからNi, NiからAuに無電解めっきするプロセスを開発し、500nmの金電極を安定に形成することに成功した。3.化学反応検出制御回路:生体分子の信号を電流に変換し、電流モードでディジタル信号に変換する電流モード・アナログ・ディジタル変換回路を設計し、安定な動作を得た。これにより、電位・電流・インピーダンスを統合したセンサを実現した。4.化学集積回路に向けたマイクロフルイド形成:SU-8を用いた5μmのマイクロフルイドおよびPDMSを用いた50μmのマイクロフルイドを半導体集積回路上に形成する技術を開発した。5.検査・診断総合システム構築:18cmx10cmx5.5cm、重さ850gの小型検査・診断システムを作製した。消費電力は5V, 150mAでバッテリーで2日間の連続稼動が可能である。この装置は小型のディスプレィと3つの送液ポンプを有し、スタンド・アローン、PC制御、WiFiによるスマートフォン制御の3つの形態での使用が可能である。更に、バイオ研究において標準的に使われているマイクロタイター・プレートにイオンセンサを埋め込む技術を開発した。生体分子のオンチップ・リアルタイム増幅検出、生体分子分布の電気的計測に関しては、基礎的な実験が終了し、平成29年度には他の要素と統合化できる見込みである。
弁別課題における嗅覚および視覚手掛かりへの依存度に関する種間比較:ラット、サルの場合

これまで一般に、霊長類は外界からの情報を受け取るために視覚に強く依存し、一方嗅覚への依存は極めて小さい(microsmatic)と言われてきた。反対に、ネズミ等は視覚よりも嗅覚に強く依存している(macrosmatic)と考えられてきた。しかし、生物が環境をどのように捉えているのかを考える上では、このような`絶対的に'ではなく、`相対的に'各感覚の相互作用を捉える必要がある。つまり、各感覚がどのような情報を受容することができるのか、さらに状況に応じどのように感覚を使い分けるのかを検討することが重要である。そこで本研究は、「視覚的」あるいは「嗅覚的」と呼ばれるそれぞれの動物が、条件の違いにより視覚と嗅覚をどのように使い分けるかを検討した。“視覚的"動物としてはマカクとチンパンジーを対象として、人工ナッツ法を用いテストをおこなった。条件として、以下の4つを設定した。(1)視覚刺激のみが手掛かりとなり、ナッツを開けるのが困難な場合。(2)視覚刺激のみで容易な場合。(3)嗅覚刺激のみで困難な場合。(4)嗅覚刺激のみで容易な場合。この結果、いずれの被験体も、条件(4)の場合のみで弁別を学習することができなかった。したがって、マカクもチンパンジーも弁別の必要性がさほど高くない場合には、視覚刺激は自発的に利用するが、嗅覚刺激は用いないと考えられる。しかし、弁別の必要性が高まれば、いずれの感覚刺激も自発的かつ速やかに弁別に用いるとみなすことができる。今後、視覚ならびに嗅覚刺激を同時に提示した場合、どちらをより有効な手掛かりとしていくのかを異なる条件下で検討していく予定である。同様なテストを現在、“嗅覚的"動物としてラットを対象に進めているところである。