hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フラクタルな時空間階層構造の形成と制御

複雑系の研究において"階層性の発現"は基本的かつ重要な研究テーマである。本研究では理論的および実験的な課題を設定し研究目的とした。前者は、"切り替えダイナミクスの非線形動力学的解析"である。これは、常微分方程式の確率的切替によって高次元状態空間に形成される軌道集合の特徴について非線形動力学理論による解析を行い、軌道集合の階層構造をマルチフラクタルによって定量化し、さらにこの結果を用いて、相互作用によって時間軸方向と実空間に創出されるフラクタルな時空間階層構造を制御する方法を明らかにすることが課題である。後者は、"可変入力培養神経回路システムの構築と時空間階層構造の計測・制御"である。これは、ニューロンの信号を計測可能な培養神経回路の実験系を構築し、得られた理論的解析結果に基づいてウェットな神経回路に現れるフラクタルな時間的・空間的階層構造の計測法および制御法を確立することを課題とした。理論的な目的はほぼ達成された。実験的な目的の達成率は十分ではないが、本研究によって、多電極プローブ上で分散培養したニューロンを用いて、ニューラルネットワークの時間と空間のダイナミクスを計測し制御するという研究方向が科学的にも技術的にも大きな可能性を持っていることが明確になってきた。さらに実験システムを充実させることによって、神経回路網が形成される前の初期段階から1カ月後までの発達期、1年におよぶ長期のダイナミクスの時間的・空間的変化の計測と制御を可能とし、理論を展開するためにも必要となるウェットな培養神経回路網の実験系が構築できることを示した。今後は、構築した実験系を理論家に広く開放して、理論と実験を接続するプラットフォームとし、マルチスケールな時間・空間ダイナミクスに注目した、脳情報処理の新たな研究領域および新しい学問分野を開拓することを目指す。以下の1.理論解析と2.実験システムの構築に関する2つの課題を並行して進めた。1.常微分方程式の切り替えダイナミクスの非線形動力学によるマルチフラクタル解析これまでの研究をさらに発展させて、常微分方程式の切り替えダイナミクスによって形成されるフラクタルな解集合に対して、マルチフラクタル解析を行った。非線形動力学・情報理論によって理論的に解析するとともに、クラスタ計算機によって数値計算を援用した。これらによって、フラクタル次元を導出し、フラクタル次元のパラメータ(常微分方程式に含まれる散逸係数、学習係数、外部入力の変数など)依存性を定量的に求めた。2.可変入力培養神経回路システムの構築任意な波形の信号を入力可能とする、可変入力培養神経回路システム(Alpha MED Science社・特注品)を構築した。さらに、64極多電極シャーレ上でラット大脳由来の神経細胞の培養を行える実験系の確立を目指し、安定した培養条件・信号処理方法に関する予備的な実験を行い、培養細胞のネットワークダイナミクス計測の基盤技術を整備した。培養細胞の長期間ネットワークダイナミクス計測基盤技術を集中的に整備した。主な項目は下記の3点である。1.長期培養法64極多電極シャーレ上で神経細胞の培養を1ヶ月以上安定に行える実験系の確立を目指し、培養条件の洗い出しを行った。親水化・接着因子などの基板に対する表面処理方法、細胞密度・培養液種類などの長期培養に必要な条件、培養液・CO2の供給法、温度・湿度の制御方法などに対して詳細な検討を行った。2.多電極インパルス計測多電極上でインパルス発火の時間変化を長期間に渡って計測するためのハードウェア・ソフトウェアの作成を行った。培養液を還流しながらインパルス計測を行うためにはノイズ除去が必要であり、そのための方法を新たに考案した。また、ノイズとインパルスを区別する手法、閾値処理、ラスタースキャンも独自に開発し、大量データの処理・解析手法の検討を行った。

ニューロン間の結合をモニター・するために光学顕微鏡によるビデオ記録(Time-Laps)装置を付加した。さらに、培養初期では顕微鏡によって照射される光が培養に影響を与えている可能性が判明したため、メカニカルシャッターを導入した。これらによって、結合が全く無い状態から、発達期、成熟期に渡って、外部信号を入力してニューラルネットワーク上でのインパルスの時間的・空間的ダイナミクスの計測を同時に長期間可能とするシステムを構築した。このシステムを用いた実験を行い、得られたデータに対して考察を行った結果、新たな知見を得るとともに、複数の研究上の課題を明らかにすることが出来た。理論的検討、実験的検討、総括および今後に対する検討を行った。1.理論的検討切換ダイナミクスの観点から、線形力学系および統計的縮小性を仮定できる非線形力学系に対するマルチフラクタル解析を行い、定量的な結果を得た。2.実験的検討時間ダイナミクスについては、1ケ月間に渡って、64極からのインパルス列が測定可能となり、自励発火・同期・バーストなどの信号が記録可能となった。空間ダイナミクスについては、光学顕微鏡を用いたタイムラプスシステムによって、ネットワーク形成を連続的に記録出来るようになった。また、免疫蛍光染色によって、核・軸策・樹状突起・グリア細胞を識別できる目処を付けることができた。3.総括および今後に対する検討多電極プローブ上で分散培養したニューロンを用いて、ニューラルネットワークの時間と空間のダイナミクスを計測し制御するという研究方向が科学的にも技術的にも大きな可能性を持っていることが明確になった。今後は、さらに実験システムを充実させ、神経回路網が形成される前の初期段階から1カ月後までの発達期、1年におよぶ長期のダイナミクスの時間的・空間的変化の計測と制御に関する技術を確立する。そして、理論を展開するためにも必要となるウェットな培養神経回路網の実験系を構築し、構築した実験系を理論家に広く開放して、理論と実験を接続するプラットフォームとする。さらに、マルチスケールな時間・空間ダイナミクスに注目した、脳情報処理の新たな研究領域および新しい学問分野を開拓することを目指す。
Fabry病の亜型と思われる代謝異常症に関する臨床,遺伝学および生化学的研究

Fabry病は、α-ガラクトシダーゼ欠損によりグロボトリアオシルセラシド(CTH)が全身臓器に蓄積する遺伝性代謝異常症である。筆者らはFabry病を疑わせる所見を生前は全く示さず、剖検時の病理所見により初めて脂質蓄積症の疑いをもたれた2症例をこれまでに経験した。本症例はFabry病の典型例とは臨床経過が全く異なるが、心臓にはCTHが蓄積し、更に他の臓器ではCTHの蓄積が認められない等の共通性を示した。これらの事実よりFabry病の亜型としての可能性が考えられた為、その解析を行った。1.臨床経過:Fabry病典型例において主要症状とされている四肢疼痛皮疹、発汗障害等は、本症例2例共に認められず、心臓障害以外は蛋白尿が認められるにすぎなかった。又、典型例と比べ高齢まで存命していた(症例1:72才、症例2:58才、典型例:3040才)、両例共に刺激伝導障害を示し、著しい心肥大が認められた。2.各種臓器の脂質解析:本症例の心筋のCTH含量は、16.5or59.8[μmole/g dry tissue]と正常対照の100倍以上の蓄積を示し、典型例と同程度(17.5[μmole/g dry tissue])の蓄積である事が明らかとなった。しかし、他の臓器として腎臓、肝臓を分析すると、その糖脂質含量は腎臓の場合、典型例44.2[μmole/gdry tissue]に対し、症例1;1.5,症例2;3.1,対照;1.2[μmole/g dry tissue]であり、本症例の腎臓には典型例の様な蓄積はなかった。肝臓も同様な結果であった。典型例の肝臓には対照には全くない【Gal_2】-Cerが検出されたが、本症例では認められなかった。以上の結果より本症例は、心臓のみがFabry症典型例と同様な症状を呈し、他の組織はそれを呈しない事が明らかとなり、Fabry病の発現が心臓のみの亜型の存在が推察された。
動画像キャッシュ配信システムにおける複数品質動画コンテンツ管理方式の研究

ネットワークを介した動画コンテンツ(動画)利用サービスにおいて,動画取得時間の短縮,サービスコスト低減を目的として,品質を考慮したキャッシュ型動画配信におけるキャッシュ動画管理方法を提案した.様々な利用デバイスを考慮し,複数品質利用に着目した.キャッシュ効果により,動画伝送効率向上と動画取得時間の短縮を実現するため,階層データ構造を利用した品質依存ルールと品質独立動画の利用頻度・利用時間から導出する優先度・優先度グループを利用した,新たなキャッシュ動画管理判定アルゴリズムを開発した.人気・アクセス数などの実用モデルを構築し,優先度推定法に基づいた提案法の有効性を明らかにした.動画取得時間の短縮,サービスコストの低減を目指し,キャッシュ型動画配信に着目し,本動画配信におけるキャッシュ動画管理方式の複数品質への対応と動画人気集中時の効率低下抑制について検討した.まず,本研究で利用する様々なジャンルの動画収集を行い,アルゴリズムを評価するためのデータベース(DB)化作業を行った.非階層データ作成とともに,本研究特有の高品質と低品質に対応した階層データに基づいたDB構築を行った.階層データ構造を利用した動画管理用品質依存ルールの設計では,蓄積効率低下抑制を考慮して,階層構造データを利用し,その効率化のために,高品質利用時に低品質データを必須とするデータ品質依存ルールの設計した.また,これまで理論的な動画利用アクセスモデルに加えて,実際のモデルへの対応を考慮し,1日変動モデルを新しく考案した.本モデルはアクセス数変動,品質変動を有するモデルであり,一日における各変動を実モデルに則して設計した.加えて,動画コンテンツとして,定常利用コンテンツと更新利用コンテンツを設計し,1日における利用変動モデルを設計した.本モデルにおいて,当該ルールを利用した動画コンテンツ管理方式の有効性をシミュレーション実験により明らかにした.さらに,実モデルにおける利用変動時の効率抑制方法として,新しく参照区間からアクセス数推定を行う手法について提案し,その有効性検証を行った.区間推定の有効性を示したが,減少推定時の課題については今後の課題である.本年度計画していたとおり進んでおり,概して研究進捗は問題ないと言える.特に,新たに設計した各種変動モデルにおいて,動画管理用品質依存ルールを利用した管理手法による効率向上を明らかし,研究成果をまとめることができた.動画取得時間の短縮,サービスコストの低減を目指し,キャッシュ型動画配信に着目し,動画配信におけるキャッシュ動画管理方式の複数品質への対応と動画人気集中時の効率低下抑制について検討した.本年度は,前年の動画像管理用品質依存ルールを用いて,また,1日変動モデルを用いて,動画像の人気変動時の効率低下の課題に着目した.ただし,動画像コンテンツとして,定常利用コンテンツと更新利用コンテンツの2種類を利用し,これらのコンテンツにおいて人気を考慮したZipfの法則に基づいたアクセス数によりモデル化を行った.これまでのアクセス変動における増加時,及び減少時の課題として,特に減少時の未対応の課題があった.そこで,新しく優先度価値の変動に対応する方法として,線形推定法に加えて,2次関数近似推定法,及び指数関数近似推定法を提案し,その有効性について,シミュレーション実験により,評価した.その結果,従来の線形推定と比較して,効率低下抑制効果があることが確認され,本提案方法の有効性が明らかになった.ただし,区間推定時の区間の設定方法により,抑制効果にある程度時間を有する問題を抱えており,区間に対する検討は今後の課題である.加えて,本推定法において,アクセス数の増減に対する適応手法を検討しており,学会でも発表を行った.さらに,実モデルへの対応として,これまで,キャッシュ動画像更新時の処理時間を無視していたが,更新方法を定義することで,更新時の処理遅延について考察し,更新ルールの定義を行った.本ルールの利活用を進めていく予定である.特に,各種変動モデルにおいて,キャッシュ効率低下を抑制する優先度価値推定という新しいアイディアを提案し,その効率向上を明らかにし,研究成果をまとめることができた.動画取得時間の短縮,サービスコストの低減を目指し,キャッシュ型動画配信に着目し,本動画配信におけるキャッシュ動画管理方式の複数品質への対応と動画人気集中時の効率低下抑制について検討した.階層データ構造を利用した動画管理用品質依存ルールの設計では,蓄積効率低下抑制を考慮して,階層構造データを利用し,その効率化のために,高品質利用時に低品質データを必須とするデータ品質依存ルールの設計した.また,これまで理論的な動画利用アクセスモデルに加えて,実際のモデルへの対応を考慮し,1日変動モデルを新しく考案した.実モデルにおける利用変動時の効率抑制方法として,新しく参照区間からアクセス数推定を行う手法について提案し,その有効性検証を行った.次に,動画像管理用品質依存ルールを用いて,新しく優先度価値の変動に対応する方法として,線形推定法に加えて,2次関数近似推定法,及び指数関数近似推定法を提案し,その有効性について,シミュレーション実験により,評価した.その結果,従来の線形推定と比較して,効率低下抑制効果があることが確認され,本提案方法の有効性が明らかになった.本年度では,時間的なアクセス数の増減,映像の更新や人気変動などの実用的な変動モデルにおいて,優先度推定誤差が発生する場合があり,キャッシュ効率低下の課題に対して,実用的な時間変動モデルを定義し,優先度推定誤差を抑制する適応的優先度推定法を用いた映像管理法を提案した.推定誤差の発生状況について考察し,変動状態に対応した適応的優先度推定法を示した.

本研究では,線形近似関数,2次近似関数,指数近似関数の3種類を用意し,推定値の増減状態により,優先度推定誤差によるキャッシュ効率低下を抑制する適応的手法を提案した.評価実験により,各近似関数を独立に扱う従来手法に対して,提案法がキャッシュ効率の低下を更に抑制できることを明らかにした.ネットワークを介した動画コンテンツ(動画)利用サービスにおいて,動画取得時間の短縮,サービスコスト低減を目的として,品質を考慮したキャッシュ型動画配信におけるキャッシュ動画管理方法を提案した.様々な利用デバイスを考慮し,複数品質利用に着目した.キャッシュ効果により,動画伝送効率向上と動画取得時間の短縮を実現するため,階層データ構造を利用した品質依存ルールと品質独立動画の利用頻度・利用時間から導出する優先度・優先度グループを利用した,新たなキャッシュ動画管理判定アルゴリズムを開発した.人気・アクセス数などの実用モデルを構築し,優先度推定法に基づいた提案法の有効性を明らかにした.理論的な動画利用モデルに加えて,実モデルを今回導入した.管理方式低下時の諸課題について,様々な実モデルの設計を含めて,動画管理方式の有効性について検証して行く.逐次,新しいアルゴリズム提案,評価検証について,研究成果として,外部発表して行く予定である.昨年度導入した実モデルにおいて,管理方式低下時の課題として,アクセス数減少時の対策として,優先度価値推定法を提案している.本推定法を適応的に切り替える方法を現在検討しており,その成果を外部発表して行く予定である.また,予定通り研究が進んでおり,動画像コンテンツ管理方法としてのこれまでの提案法の課題について,再整理するとともに,本手法の有効性について明らかにしていく.情報通信工学
皮膚附属器腫瘍におけるホルモンレセプターの解析

表皮培養細胞・メラノサイト・線維芽細胞および乳房外パジェット病を含む各種皮膚腫瘍の凍結組織からRNAを抽出した。抽出したRNAから逆転者反応でcDNAを作製し、PCR反応を用いてメラノコルチン5レセプター(MC5-R)mRNAの発現を検討した。その結果、正常表皮および一部の悪性黒色腫・乳房外パジェツト病の腫瘍細胞がMC5-R mRNAを発現していることを明らかにした。また、乳房外パジェット病のリンパ節転移からアンドロゲンレセプター(AR) mRNAを発現していることを示した。また、各種皮膚腫瘍をMC5-RおよびARに対する抗体を用いて免疫染色したところ、乳房外パジェット病の腫瘍細胞がMC5-R蛋白を強く発現していること、正常皮膚の外分泌腺および乳房外パジェット病の腫瘍細胞がARを発現していることを明らかにし。た。次いで各種皮膚疾患皮膚のパラフイン包埋組織からmicro dissection法により腺組織のみを分離し、フェノールクロロフォルム法でDNAを精製・抽出した。メラノコルチン5レセプター(MC5-R)のコーディング領域を特異プライマーによりPCR反応で増幅し、ダイレクトシーケンスにより変異の有無を解析したところ、Phc209Leuが各種サンプルから検出されたが、コントロールにも同様の変異が検出されたので、polymorphismと考えられた。た。その結果、正常表皮および一部の悪性黒色腫・乳房外パジェット病の腫瘍細胞がMC5-R mRNAを発現していることを明らかにした。また、各種皮膚腫瘍をMC5-Rに対する抗体を用いて免疫染色したところ、乳房外パジェット病の腫瘍細胞がMC5-R蛋白を強く発現していることが明らかになった。次いで腫瘍切除標本のパラフィン包埋組織からmicro dissection法により腫瘍組織のみを分離し、フェノールクロロフォルム法でDNAを精製・抽出した。今後メラノコルチン5レセプター(MC5-R)のコーディング領域を特異プライマーによりPCR反応で増幅し、ダイレクトシーケンスにより変異の有無を解析する予定である。乳房外パジェット病のパラフィン固定切片において抗アンドロゲンレセプター抗体を用い免疫染色を行った。その結果、正常皮膚の外分泌腺および乳房外パジェット病の腫瘍細胞がARを発現していることを明らかにした。また、乳房外パジェット病のリンパ節転移からRNAを抽出した。抽出したRNAから逆転写反応でcDNAを作製し、PCR反応を用いてアンドロゲンレセプター(AR)mRNAの発現を検討し、腫瘍細胞ARmRNAを発現していることを示した。次いで各種皮膚疾患皮膚のパラフィン包埋組織からmicro dissection法により腺組織のみを分離し、フェノールクロロフォルム法でDNAを精製・抽出した。メラノコルチン5レセプター(MC5-R)のコーディング領域を特異プライマーによりPCR反応で増幅し、ダイレクトシーケンスにより変異の有無を解析したところ、Phe209Leuが各種サンプルから検出されたが、コントロールにも同様の変異が検出されたので、polymorphismと考えられた。
着床後に確立する体細胞性インプリントＤＭＲの確立制御因子同定と分子機構の解明

我々は、インプリント遺伝子の発現制御では、somatic DMR(sDMR)も重要であり、疾患の病態に関与していることを明らかにしてきた。しかし、発生初期の着床後にsDMRが確立する分子機構については未解明である。本研究では、マウスのインプリンティング座位Igf2r/Airn領域を対象にsDMR確立に関する制御因子を同定し、その分子機構を明らかにすることを目的とする。一次スクリーニングで得られた6つの候補遺伝子に対してknockdown(KD)による二次スクリーニングを試みたが、KD効率が予想外に悪く、二次スクリーニングができなかった。そこで、CRISPR-Cas9システムを用いてknockout(KO)することした。gRNAとCas9を共発現するAll-in-oneベクターを作成し、エレクトロポレーションにてES細胞へ導入し、それぞれのgRNAについて複数のKOクローンを得た。標的部位におけるindelを確認したのち、インプリント遺伝子(Igf2r, Airn)のアレリックな発現状態およびDMRのメチル化状態を解析した。その結果、目的の遺伝子発現パターンを呈するクローンを複数取得することができたが、DNAメチル化パターンを解析したところ、未分化状態でDMRであるべきAirnプロモーター領域が脱メチル化していることがわかった。これは、エレクトロポレーションによるアーチファクトによるものと考えられたため、トランスフェクション試薬とレンチウィルスによるインフェクションを比較検討した。レンチウィルスによるインフェクションが若干効率がよいことがわかったため、あらためて6つの候補遺伝子を本法でKOして二次スクリーニングを行う。shRNAによるKD効率が予想外に悪く、CRISPR-Cas9システムを用いてKOすることしたが、今度は遺伝子導入法(エレクトロポレーション)によるアーチファクトが問題となった。そこで、トランスフェクション試薬とレンチウィルスによるインフェクションを比較検討し、レンチウィルスによるインフェクションが若干効率がよいことがわかった。これらの検証に時間がかかったため。1.6つの候補遺伝子をあらためてレンチウィルスによるインフェクションでES細胞に導入し、二次スクリーニングを完了する。2.二次スクリーニングで陽性となった遺伝子のChIP解析により、Igf2r/Airn領域のsDMRへの結合の有無および結合アレルを解析する。また、RNA免疫沈降法(RIP)によりAirn (noncoding RNA)への結合の有無を解析する。3.クロマチン構造解析インプリント遺伝子の発現制御の中心はgametic DMR(gDMR)と考えられてきたが、我々は、somatic DMR(sDMR)も遺伝子発現制御に重要で病態に関与していることを明らかにしてきた。しかし、sDMRに関する知見は少なく、特に発生初期の着床後にsDMRが確立する分子機構については未解明である。本研究では、マウスのインプリンティング座位Igf2r/Airn領域を対象にshRNAライブラリースクリーニングを用いてsDMR確立に関する制御因子を同定し、その分子機構を明らかにする。shRNAライブラリーは、9,145のマウス遺伝子を55,000のshRNAでカバーしている。一次スクリーニングで得られた候補遺伝子の中から、遺伝子機能を考慮して6種に絞り込み、用いたshRNAライブラリーに含まれる当該遺伝子に対するshRNAと同じ配列を持つshRNAレンチウィルスを用いてそれぞれの遺伝子を個別にknockdown(KD)することで二次スクリーニングを行った。しかし、KD効率が予想外に悪く、DNAメチル化解析、遺伝子発現解析ができなかった。各遺伝子に対して複数のgRNAをデザインし、ES細胞へ導入し、それぞれのgRNAについて複数のKOクローンを得た。標的部位におけるindelを確認したのち、インプリント遺伝子(Igf2r, Airn)のアレリックな発現状態およびDMRのメチル化状態を解析しているところである。これまでに、6種の候補遺伝子のうち2種類については、インプリント遺伝子発現状態およびDMRのメチル化状態に変化が認められなかったため、sDMR確立に関する制御因子ではないことが示唆された。一次スクリーニングに用いたshRNAと同じ配列を用いて二次スクリーニングを行ったが、KD効率が予想外に悪く、CRISPR-Cas9システムを用いてKOすることした。CRISPR-Cas9システムのために、各遺伝子に対するgRNAのデザイン、ベクターの作成、KOクローンの取得、標的部位における変異の確認などに時間がかかった。

これは、エレクトロポレーションによるアーチファクトによるものと考えられたため、トランスフェクション試薬とレンチウィルスによるインフェクションを比較検討した。レンチウィルスによるインフェクションが若干効率がよいことがわかったため、あらためて6つの候補遺伝子を本法でKOして二次スクリーニングを行う。shRNAによるKD効率が予想外に悪く、CRISPR-Cas9システムを用いてKOすることしたが、今度は遺伝子導入法(エレクトロポレーション)によるアーチファクトが問題となった。そこで、トランスフェクション試薬とレンチウィルスによるインフェクションを比較検討し、レンチウィルスによるインフェクションが若干効率がよいことがわかった。これらの検証に時間がかかったため。1.候補遺伝子として残っている4種類の遺伝子について、CRIPSR-Cas9システムによる二次スクリーニングを行う。この際、コントロールとしてDnmt1のKO細胞を作成する。また、KO(両アレルKO)だけでなく、ハプロ不全による影響も考慮し、KOヘテロ接合細胞も解析対象とする。2.二次スクリーニングで陽性となった遺伝子のChIP解析により、Igf2r/Airn領域のsDMRへの結合の有無および結合アレルを解析する。また、RNA免疫沈降法(RIP)によりAirn (noncoding RNA)への結合の有無を解析する。3.クロマチン構造解析1.6つの候補遺伝子をあらためてレンチウィルスによるインフェクションでES細胞に導入し、二次スクリーニングを完了する。3.クロマチン構造解析各種試薬の節約、効率的な使用方法により出費を抑えることができた。また、講座費等で一部分を賄った。次年度は、主として二次スクリーニング(細胞培養、DNAメチル化解析、遺伝子発現解析)およびChIP解析に必要な消耗品に研究費を充てる。その他、成果発表のための旅費、英文校正費等に使用する予定である。各種試薬の節約、効率的な使用方法により出費を抑えることができた。
学習教材のCG表現の写実性が内容理解に及ぼす影響の研究

本研究の目的は、学生に対しコンピュータやマルチメディアの原理を理解させるために、CGを用いてどのような教材提示を行うべきかを調べることにあり、どのような種類・品質のCGが学習に適するのかを明らかにすることが主眼にある。第一に、「フアイルとフォルダ」の教材として適切なイメージ・CG表現を調べるため、被験者のメンタルイメージおよび比喩表現を調ベた。1)一般に、コンピュータができる被験者は、ユーザの操作に対して刻々と変化していくダイアログ等のイメージを詳細に再現できている。2)プログラミング等ができるような能力を持っている被験者は、フアイルとフォルダに関してはツリー型のイメージを持っている。3)フアイルとフォルダの比喩表現は多種多様であり、必ずしもパソコンが得意な被験者が論理的に最適な比喩を持っているとは限らない。4)表現方法が異なるCGは返って混乱の原因になり、一貫した説明用CGが有効である。次に、マルチメディアの原理を理解させるためのCGの効果について検証した。ここでは画像の構成についての理解をさせる目的のCGを用いた。この研究により以下の点がわかった。1)CGを単に提示させることよりも、インタラクティブに操作させることが重要である。提示させるだけであれば、CGの品質に有意な差はない。2)インタラクティブなCGのためには、CGの変化に対する中間的映像が不可欠であり、そこにはCGアニメーションの有用性がある。線画やシェーディングのみではその変化のリアリティに対応させることは難しく、ここのリアリティのあるCGの価値がある。以上の結果から、学習用CGには同一テーマに対して一貫性があるインタラクティブで変化がリアルに表現されるものが適切であることがわかった。本研究の対象とする学習教材として、情報教育の中における「ファイルとフォルダ」に関する学習項目をえらんだ。情報教育で、パソコンの内部原理を理解させるためにコンピュータグラフィックスを用いた教材開発を行うために、どのようなイメージを用意すればよいか/グラフィックスの品質はどうするかなどを決めなければならないコンピュータの原理を理解させるためには、操作ではなく、積極的にメンタルイメージの形成を促すような教材と教授法が必要であると考える。そのためには、教材になんらかのイメージ図を付与することが望ましい。このようなコンピュータ内部の状態を可視化するためのモデル(イメージ)として、どのようなものが適切であるのかを研究することがまず必要なことあると筆者は考える。そのため、本研究では、エキスパートと初心者のコンピュータ内部についてのメンタルイメージの差異に着目し、その差異を埋めるようなCG表現について考えた。本研究では、特に「ファイルとフォルダ」を取り上げ、利用者のもつメンタルイメージから、教授法および可視化の方法について議論する。被験者に、「フォルダを作成する課題」及び、「フォルダに文書を保存する課題」を想像によって図入りのマニュアルを作成させ、そのマニュアル文と図の分析から、利用者のイメージのミスを分析した。その結果、フォルダ等の操作における、様々な操作方法のバリエーションや画面の違いが混乱を引き起こしていることなどが分かった。また、「ファイル-フォルダ」を比喩を用いて説明させ、概念理解がかならずしも正しい操作の原因になっていないことがわかった。これらの結果から、エラーの原因となっているイメージを矯正するCG教材を開発するためのヒントが得られた。
新アルゴリズムの変分モンテカルロ法によるモット物理が本質的な系の励起状態の研究

強相関(モット物理の)領域でモットギャップを超える励起による金属化等の機構を調べることが、本研究の主な目的である。励起を考える場合、まず基底状態を明確にしておく必要がある。乱れが本質的である銅酸化物超伝導体では、モット領域の真の基底状態の性質は不純物などの影響で大きく変わる。今年度は前年度から引き続いて、基底状態がランダムに入った不純物ポテンシャルVによりどのような影響を受けるのかを主に調べた。以前用いていた試行関数は、斥力的Vが或る程度大きいかドープ率δが高い領域では、変分モンテカルロ法で最適化が収束しないという不十分な点があった。その主な原因を突き止め、新たに一体因子を導入して修正し、現実的なパラメーター域では計算が安定的に収束するようになった。その結果、不純物ハバード(t-t'-U-V)模型のポテンシャルが引力から斥力の広範な領域で、基底状態の様子がほぼ解明された。重要な結果をまとめる。(1)ハーフフィリング(δ=0)の場合:電子-正孔変換の対称性から予想された通り、斥力的Vの場合にも大体V>U-|Ekin|で絶縁体-金属の転移が起こる。ここでEkinはダブロンのホッピングエネルギーでtのオーダーである。その際、キャリアーは電子(ダブロン)であり、引力的ポテンシャルの場合とは逆になる。(2)斥力的Vでρ≧δ>|Ekin|の場合:状態はモット絶縁体化するが、ρ>pc(pc:パーコレーション閾値)では再び金属化されることを突き止めた。ただし、0.4<ρ<0.6の領域では恐らくダブロン-ホロン間相関因子が不十分であるため、最適化が収束していない。不純物起源のモット転移は、反強磁性状態で特に顕著であるが、常磁性状態やd波超伝導状態でも定性的には同様であることが判った。これらを基に(均一系(V=0)の場合も含め)、次年度以後光励起の計算を実施する。本研究の最終目的である「モットギャップを超えた励起」を考える基礎となる基底(低エネルギー励起)状態の計算は前年度に終え、励起の計算に進む予定であった。しかし、「実績の概要」欄で述べたように、現実の系で本質的となる不純物効果の低エネルギー状態に対する影響について明確な結果を出すのに予想以上に時間を取られてしまった。得られた低エネルギー状態の性質をまとめる。(1)均一系の基底状態については初年度のバンドくりこみ効果を導入した計算で大凡明らかとなった。ハーフフィリングでは、(低エネルギー励起状態である)常磁性状態および超伝導状態はU>UcW(W:バンド幅)でモット絶縁体となる。(基底状態の)反強磁性状態は常に絶縁体だが、UWでスレーター絶縁体からモット絶縁体にクロスオーバーする。一方ドープされた場合は、いずれの状態も常に伝導性がある(金属か超伝導)状態になる。(3)以上の性質は、状態間で定量的には異なるが(反強磁性状態は絶縁体化し易い傾向)、定性的には大体同じくモット物理に従う。以上、低エネルギー状態について均一系と不均一系の結果が出揃った。この結果を基にして、次年度はモットギャップを超える励起状態を調べて行く。上述のように、対象とする系の常磁性(正常)や超伝導、反強磁性の各状態の知識が大体得られた。擬ギャップ温度以下で生成するネマティック秩序や局所カレント状態、より低温での電荷密度波(ボンド秩序波)も考慮する必要がある。これらの低エネルギー状態の研究はさらに進めてゆく予定である。或るモデルパラメーター値で特定の状態が実現していれば(つまり最適解として得られていれば)、その状態に対する高エネルギー励起状態の計算は可能である。現段階で最も問題が少ない場合は、不純物強度が弱い場合のハーフフィリングにおけるAF相および常磁性相からの励起状態である。この状態については当初の計画に則り、今年度から励起状態を調べてゆく。非ドープの銅酸化物(AF絶縁体)に対する光照射による金属化の光強度依存性の実験に対応させて、ハーフフィリングでの基底(または低エネルギー)状態と励起状態でのモット転移点の変化を明らかにしたい。具体的には、AF秩序を除外した常磁性状態でのモット転移点Uc/tは調べられている。そこでモットギャップを超えた励起状態は、基底状態からダブロン数Dを故意に増加させた状態として得られる。或るD値(=De)以下のD値を取らない空間でUc/t値を決定し、そのDe依存性を明らかにする。これによって模型の変数(相互作用強度U/t、フラストレート強度t'/t)を決めた場合、金属化に必要な最低の光強度が決定できる。U/tやt'/tを変化させてDeとUc/tの関係を調べることにより、銅酸化物超伝導体の非ドープ物質の電子とホールドープ系の金属化光強度の違いを考察できるであろう。まずこの場合の計算を入念に実行した上で、低エネルギー状態に対して得られてきた知見を基に、当初の研究計画に記した様々な計算を実行に移してゆきたい。本研究の目的はモット物理の領域で(モットギャップを超えた)励起による金属化などのメカニズムを調べることである。この領域では基底状態やモットギャップを超えない低エネルギー状態の拮抗が明確ではないので、まず低エネルギー状態の状況をしっかり把握しておく必要がある。

初年度は、専ら低エネルギー状態の詳しい探索を行った。まず常磁性(正常)、反強磁性(AF)、d-波超伝導(d-SC)、交替磁束(SF)などの状態を最近重要なことが判明したバンドくりこみ効果等を考慮してハバード模型に適用して詳細に調べた。またこれらの秩序の共存-排他性について調べた。以下に主要な結果をまとめる。(1)基底状態の相図を再検討すると、ホールドーピングによりAFが消失しd-SCが安定化するというこれまでの結果とは異なり、広くAFが現れるという結果になった。これは最近の幾つかの数値研究と整合している。原因を探るべく、均一模型で無視した不純物ポテンシャルが効いている可能性を考え、常磁性とAFの基底状態に対し、単純化した模型で調べた。波動関数には不純物ポテンシャルに対応した種々の局所相関因子を用い、また不純物ポテンシャルの遮蔽効果を最隣接サイトまで取り入れた。その結果、ポテンシャルが弱い斥力か引力の場合には、相関が強まると共に不純物ポテンシャルは強く遮蔽されてしまい、不純物効果が無視できることが判った。一方、強い斥力相関が働く場合は、特に常磁性状態で最適化が収束しにくく、様々な状態が準安定状態として存在することが予想される。(2)これまで低励起状態としてSF状態の安定性を調べたが、今回はSF秩序とd-SC秩序及びAF秩序が共存するのか排他的になるのかを混合解を導入して調べた。その結果、SF秩序はd-SCとは調べた領域全てで排他的であり、一方AFとは対角ホッピングに依存して共存性と排他性が分かれることが判った。本研究の目的であるモットギャップを超えた励起状態を調べる基礎となる、低エネルギー状態の探索は初年度に済ませる予定であった。しかし、上記実績の概要欄で書いたように、低エネルギー状態についてバンドくりこみ効果などを導入して詳しく計算すると、当初の予測(及び実験結果)とは異なり、AF相と相分離した状態が広くモデルパラメーター空間を占めることが判った。この実験との齟齬の原因(何故AFがかくも安定化するのか)を探る目的で、模型に含まれていなかった不純物ポテンシャルを付加したした系の計算を行った。またこれまで系統的には行われて来なかった2秩序の共存-排他の問題も混合解を用いて行った。これらの付加的計算を行ったため、現段階で未だ低エネルギー状態の探索が十分ではない状態である。ただし、不純物問題や混合解の問題から新たに有用な知見を副産物として得ることができた。特に、多体変分法の範囲で両秩序がそれぞれ独立には存在可能である場合、2秩序が共存するか排他的であるかの一般的法則が帰納的に導かれた。不純物の問題はさらに追求すべき重要な課題であるが、かなり大きな問題であることが判明したので、本研究課題の中では、適当な段階でまとめる予定である。銅酸化物超伝導体に対応するパラメーター値のハバード模型について、判明した低エネルギー状態の特徴は、(i)広い領域(特に少量ドープ域)を反強磁性状態と相分離状態(反強磁性とd-波超伝導が共存)が占め、(ii)過剰ドープ域のごく一部でのみ純粋なd-波超伝導状態が現れる。(iii)ホールドープ系の少量ドープ域で、低エネルギー状態として交替磁束状態が存在する。(iv)これら各秩序はパラメーター値に依存して共存する可能性がある。以上の多体変分法の結果の範囲内で、励起を考えることは十分可能である。
肝癌の放射線治療最適化を目指した新規MRI診断法の開発

本研究の目的は、SPIOを用いる新規MRI診断法により、肝癌の放射線治療における照射域の早期描出が可能かどうかを調べることである。これまでに、研究代表者は、正常肝モデルラットや肝癌モデルラットにおいて、SPIOを用いる新規MRI診断法により、3070 Gyの放射線を単回照射すると、47日後のMRIにおいて、照射域が低信号となることを見出した。平成30年度の研究計画で明らかにすべき事項は、動物実験において、1020 Gyまで線量を減らしても照射域の早期描出が可能かどうかと、SPIO製剤の最適な投与量の調査であった。そこで、研究計画に沿って、共同研究機関である国立がん研究センターにて、以下の動物実験を行った。実施前に、国立がん研究センター動物実験倫理委員会の承認を得た。正常モデルラットを用い、SPIOを投与したのち、20Gyの単回放射線照射を肝臓に対して行い、MRI撮影を行った。MRIは研究用の9.4テスラ装置を用い、放射線照射時には鉛のシールドと固定具を用いた。結果として、照射7日後のMRIにおいて、肝臓の照射域は非照射域に比べて低信号を示した。LQモデルによる線量換算上、腫瘍を対象としてα/β=10とすると、1回線量20 Gyは、分割照射における一回2 Gy×25回の50 Gyに相当する。肝細胞癌への照射線量で報告が多いのは50 Gy前後であるため、この結果は、臨床とほぼ等価な照射線量で肝における照射域の描出が可能であることを示している。同実験のおける組織学的検索(HE染色、鉄染色、CD68免疫染色)と、採血による肝機能データのチェックは現在進行中である。今後、10 Gyまで線量を減らしても照射域の早期描出が可能かどうかを確かめることと、SPIO製剤の最適な投与量の調査を計画している。平成30年度の研究実施計画のうち、10 Gyまで線量を減らしても照射域の早期描出が可能かどうかを確かめることと、SPIO製剤の最適な投与量の調査が未施行であるからである。平成30年度の研究実施計画のうち、10 Gyまで線量を減らしても照射域の早期描出が可能かどうかを確かめることと、SPIO製剤の最適な投与量の調査を続けて行うことが妥当であると考える。臨床試験を目指しているため、動物実験における十分な検証を行うことが、研究の継続可能性において重要である。これらの実験から得られる結果を基にして、ボランティア患者を対象とした、実行可能性の研究を実施すべきかどうかを判断する。研究の目的の達成度はやや遅れており、そのため物品費などの実支出額が少なく、次年度に使用する予定の研究費が生じている。遅れている分の動物実験に必要な物品・造影剤・試薬の他は、臨床研究に必要な物品・造影剤、学会での成果発表のための旅費、謝金など、当初の予定通りに研究費を使用することを計画している。
ナノ結晶シリコンとフォトニック結晶の融合及びそのデバイス応用技術の研究

本研究の目的は,ナノ結晶シリコンの高効率な発光素子への応用を目指し,高周波バイアススパッタリングを基本とする自己クローニング法により作製されるフォトニック結晶構造との融合技術の確立,発光の高効率化のために必須となる発光メカニズムの解明,及び発光波長の制御技術を開発することである。本研究では,まず,自己クローニング技術の基盤となる高周波スパッタリング法を用いて作製したシリコンと二酸化シリコンの交互多層膜において,アニール処理によりナノ結晶シリコンを形成することで,紫外発光を初めて観測した。次に,自己クローニング型フォトニック結晶用の基板として適用できる石英板に対しシリコンイオン注入とアニール処理を施すことでナノ結晶シリコンを形成し,青色発光を得ることに成功した。更に,高周波スパッタリング法で作製したナノ結晶シリコン薄膜の表面に,二光束干渉露光法とプラズマエッチングを用いて二次元フォトニック結晶を加工することによって,光取り出し効率が向上することを確認できた。以上のように,ナノ結晶シリコンとフォトニック結晶との融合を考える上で有用な成果を挙げることができ,当初の目標をほぼ達成できた。本研究の成果に基づき,ナノ結晶シリコンとフォトニック結晶の融合技術が確立されれば,シリコンと二酸化シリコンという最も一般的な材料で,アニール木要のスパッタのみという極めて一般的な手法により発光デバイスが実現できる可能性があり,環境問題にも調和する。LSIなどのシリコン系電子集積回路との材料系及び作製プロセスにおける整合性も極めて高い。本研究は,発光・光増幅特性を有するナノ結晶シリコン(nc-Si)薄膜と,フォトニック結晶(Photonic Crystal : PhC)構造とを融合させることによって,高効率な新規発光・増幅素子を実現することが目的である。平成17年度は,その第一段階として,干渉露光法による1次元PhCとの融合,および電子ビーム露光法による2次元PhCとの融合を試みた。前者の実験では,赤色発光するnc-Siスパッタ薄膜と周期780800nmの1次元PhC結晶とを組み合わせることによって,波長800nm付近にピークを持つフォトルミネッセンス(PL)スペクトルの半値全幅を約55%狭窄化することに成功し,発光効率を向上できる可能性を示した。後者の実験では,nc-Si薄膜に,電子ビーム露光とプラズマエッチングにより三角格子状に周期孔(設計周期302nm)を加工し,2次元PhCスラブ構造を作製した。このPhCには,中心に点欠陥が設けてあり,レーザ発振を狙った構造となっている。基礎的な測定の結果,PLスペクトルがPhCの影響を受け,半値全幅が約35%狭窄化されていることを確認した。更に,nc-Si薄膜の発光特性を制御することを目的とし,スパッタ法によりアモルファスSi/SiO_2超格子薄膜を作製した。この薄膜では,nc-Siを多層膜状に形成することによって,ナノ結晶のサイズを制御できる可能性がある。Si,SiO_2の1層あたりの推定厚さがそれぞれ1.1nm,2.8nmの試料(100周期積層)において,アニール温度を1150°Cとしたところ,赤色のPLが得られ,一方でアニール温度1200°Cでは,紫外域のPL(波長380nm付近に発光ピーク)が得られた。我々が知る限り,アモルファスSi/SiO_2超格子薄膜から紫外発光が観測された前例はない。この薄膜とPhCとを融合させれば,新しい紫外発光素子の実現が期待できる。本研究は,発光・光増幅特性を有するナノ結晶シリコン(nc-Si)と,フォトニック結晶(PhC)とを融合させることによって,高効率な発光・増幅素子を実現することが目的である。平成18年度は,まずnc-Siの光増幅特性の向上を目指し,イオン注入法によるnc-Si形成及びnc-Siへの希土類ドープを試みた。更に,nc-Si薄膜とPhCとの融合の初期検討を行い,発光特性を改善できる可能性を示した。以下でそれぞれについて報告する。

Siイオン注入によって形成されるnc-Siは,赤色から近赤外域の発光し,かつ100cm^<-1>というIII-V族半導体に匹敵するほどの大きな光利得が観測されていることから,発光デバイス用材料としての応用が期待できる。今回我々は,溶融石英基板にSiイオンを注入し,その後1100°C1250°Cでアニール処理を行うことで,波長400nm付近をピークとする青色発光帯が発現することを新たに見出した。今後,更なる発光強度向上の検討および光利得の評価を行っていく予定である。nc-Si薄膜にエルビウム(Er)をドープすることで,波長1.5μm帯において高効率な発光・増幅作用が得られることが知られている。そこで我々は,SiとSiO_2,及びEr_2O_3を同時スパッタしてErのドープを試み,空気中で550°Cのアニール処理後,Arレーザ(波長488nm)での励起により波長1505nmに発光ピークを確認した。現在,発光・増幅効率の向上のため,作製条件の最適化を進めている。更に我々は,SiとSiO_2をnmオーダーで交互にスパッタして形成したnc-Si薄膜をコアとしたスラブ導波路を作製し,それにPhC構造を付与することで,近赤外域にピークを持つ発光スペクトルの半値幅を12%程度狭窄化することに成功した。この結果は,nc-Si薄膜からの発光波長の選択性や発光効率を向上できる可能性を示している。本研究は,発光、光増幅特性を有するナノ結晶シリコン(nc-Si)と,フォトニック結晶(PhC)とを融合させることによって,高効率な発光、光増幅素子を実現することが目的である。平成19年度は,SiとSiO_2の同時スパッタにより作製されるnc-Si薄膜の表面に,簡便な二光束干渉露光法とプラズマエッチングを用いて2次元PhCを加工し,nc-Si薄膜からの発光の光取り出し効率向上を試みた。まず,高周波スパッタ装置を用いてnc-Si薄膜を成膜した。基板には溶融石英板を用い,SiO_2プレート(直径80mm)上にSiタブレット(直径20mm)を4枚のせて同時スパッタした。成膜後,電気炉により1000°Cで20分間の熱処理を施した。次に,作製したSi:SiO_2膜上にフォトレジストを塗布し,二重干渉露光を行った。光源にはHe-Cdレーザ(波長325nm)を使用した。露光、現像後,ECRエッチング装置を用いてドライエッチングを行った。エッチング後の試料表面を原子間力顕微鏡(AFM)にて観察したところ,三角格子状の2次元PhCが形成されていることを確認できた。格子定数は805820mm程度であった。この試料の室温におけるフォトルミネッセンス(PL)特性を測定した。励起光源はHe-Cdレーザ(波長325nm)を使用した。その結果,同一試料において,PhCが有る領域のPLが,PhCが無いに領域比べて強く観測された。発光ピーク付近でそれぞれの強度を比較したところ,約1.5倍であった。今回作製した試料からの発光は,波長830nm付近がその強度のピークとなっており,形成するPhCを発光波長も限定できる構造とすれば,光インターコネクション用光源等への応用の期待が持たれる。
植物珪酸体分析による完新世の雪田植生の詳細な動態復元

1.本年度前半から後半にかけて,タケ亜科植物(チシマザサ属以外のものを中心とする)の現生試料から抽出した植物珪酸体各形態分類群の古植物生態学的な意義および応用可能性を検討するために,長野県白馬村白馬岳および神城盆地,同小谷村蓮華温泉および栂池高原,同県長谷村北沢峠などにおいて,斜面傾斜,斜面型,斜面表層物質,消雪時期,土壌水分条件,植生などの諸相を複数回にわたって調査した.その結果は現在解析中である.また,これらのサイトで採取した土壌試料から,植物珪酸体およびテフラ(火山灰)の抽出を試みた.各サイトに多いタケ亜科植物(チシマザサ,チマキザサ,ネザサなど)起源の植物珪酸体のほか,タケ亜科以外のイネ科植物(スゲ類など)や起源不明の植物珪酸体が検出された.起源不明のものについては現在検証中であるが,同定には至っていない.また白馬岳周辺では大山倉吉テフラ(約55000年前)と姶良丹沢テフラ(2600029000年前)が発見され,北沢峠では鬼界アカホヤ(約7200年前)と天城カワゴ平テフラ(約3000年前)が検出された.これらは更新世後期から完新世にかけての時間断面を挿入するのに有益であった.2.年度後半:過去3年間に得た資料にもとづき,東北地方南部の日本海側多雪山地および白馬岳の残雪凹地において現生植物の分布を明らかにすると同時に,過去約1万年間の古植生の動態復元を時間スライス断面で行う検討を始めた.3.各種学会誌等に関連する論文を発表した.山形県鳥海山の亜高山帯(標高1600m)において現地調査(測量,植生および土壌調査)を行った.そして雪田植物群落の主要構成種,および表層土壌試料の植物珪酸体処理を行った.現生植物は乾式灰化法で処理され,葉身から植物珪酸体が取り出された.この結果,ほとんど全ての種から複数の珪酸体が抽出され,それらの中には他の種には見られない特徴的な形態を有するものがあることが顕微鏡観察により判明した.とくに,チシマザサやショウジョウスゲがこれにあたる.これらは,土壌から抽出された植物珪酸体による古植生復元の際に有効になると考えられる.一方,どの種にも共通する形態の植物珪酸体も確認された.これらは古植生復元上の意義は高くないと現時点では判断される.土壌試料は湿式・乾式灰化法で処理し、相当量の植物珪酸体を抽出できた.これらの試料は複数の植物群落をまたぐ測線に沿って,斜面長において一定間隔で地表から採取した.つまり,様々な景観地点から土壌表層試料を得たことになるが,大部分の試料では検出された植物珪酸体と現在の植物分布がよく対応することがわかった.従来,植物珪酸体は現地性が高いとされてきたが,この実験でこの指摘の正しさがある程度実証された.また一部の地点では約1035年前の火山灰直下の土壌を採取し,植物珪酸体の抽出につとめた.この結果からは,当時の植物群落の位置は現在と大きく変わらなかったと推定された.当時は気温が現在より若干高かったとされているが、これに呼応した植生変化は鳥海山では起こらなかった可能性がある.以上の調査で得られた植物珪酸体の顕微鏡写真等は全て数値画像処理したが,当初予定していた系統的なデータベース化に至らなかった.また既往研究の批判論評も十分できなかった.いずれも次年度以降の課題となった.この他に,三国山地で継続してきた植物珪酸体分析の研究成果を査読付学会誌に論文発表した.1.年度前半は,前年度までの成果をさらに補強するために以下の調査・分析を行った.(1)タケ亜科植物(チシマザサ属以外のものを中心とする)現生試料からの植物珪酸体の抽出.(2)調査地の拡大と多量の試料採取.(3)昨年度に制作したプレパラートの整理.このうち(1)については,スゲ属やノガリヤス属からの植物珪酸体の抽出を新たに試みた.この結果,各属に共通する形態と各属固有の形態のいずれもが抽出された.それらの古植物生態学的な応用可能性は現在検討中である.(2)については,飛騨山脈白馬岳(標高2700m)周辺や越後山地・越後駒ヶ岳(2000m)周辺のほか,多雪山地との比較のために寡雪な関東山地・丹沢山地周辺(1500m)での調査を主に行った.これらの地域では,研究代表者が過去数年間以上にわたり地質調査を平行して実施してきており,相当効率的な調査と試料採取が行えた.また土壌試料採取と平行してテフラ編年用資料(火山灰)も採取した.2.年度後半には,テフラを含む野外試料の室内分析を集中的に行った.その際,研究レビューを参考に,植物珪酸体分析法の見直しや改良にも挑んだが,画期的な手法の開発には至らなかった.また分析は研究代表者が単独で行っていることもあり,その処理率(達成率)は当初の見込みより低いまま年度を終了した.今後,残りの試料分析に努めたい.

なお,テフラ編年用資料の分析には千葉大学理学部に科学研究費(研究代表者:宮内崇裕助教授)で導入された温度変化型屈折率測定装置を用いることができ,テフラに関する新たな知見が平行して得られた.また査読付国際誌に投稿中だった山形県月山の雪田植生を扱った英語論文が受理された.1.本年度前半から後半にかけて,タケ亜科植物(チシマザサ属以外のものを中心とする)の現生試料から抽出した植物珪酸体各形態分類群の古植物生態学的な意義および応用可能性を検討するために,長野県白馬村白馬岳および神城盆地,同小谷村蓮華温泉および栂池高原,同県長谷村北沢峠などにおいて,斜面傾斜,斜面型,斜面表層物質,消雪時期,土壌水分条件,植生などの諸相を複数回にわたって調査した.その結果は現在解析中である.また,これらのサイトで採取した土壌試料から,植物珪酸体およびテフラ(火山灰)の抽出を試みた.各サイトに多いタケ亜科植物(チシマザサ,チマキザサ,ネザサなど)起源の植物珪酸体のほか,タケ亜科以外のイネ科植物(スゲ類など)や起源不明の植物珪酸体が検出された.起源不明のものについては現在検証中であるが,同定には至っていない.また白馬岳周辺では大山倉吉テフラ(約55000年前)と姶良丹沢テフラ(2600029000年前)が発見され,北沢峠では鬼界アカホヤ(約7200年前)と天城カワゴ平テフラ(約3000年前)が検出された.これらは更新世後期から完新世にかけての時間断面を挿入するのに有益であった.2.年度後半:過去3年間に得た資料にもとづき,東北地方南部の日本海側多雪山地および白馬岳の残雪凹地において現生植物の分布を明らかにすると同時に,過去約1万年間の古植生の動態復元を時間スライス断面で行う検討を始めた.3.各種学会誌等に関連する論文を発表した.
色素性乾皮症の遺伝子診断

1教室にストックされている色素性乾皮症A群患者由来の皮膚線維芽細胞を培養し、DNAを抽出した。3迅速な診断を可能にするため、外来の色素性乾皮症患者から採血し、白血球からDNAを抽出、PCRにて増幅した後制限酵素で切断、電気泳動してrestricton fragment length polymorphismを明らかにした。4 3で得られたDNAを用いたSSCP-PCR法による診断は未だ施行していない。現在までSSCP-PCR法による色素性乾皮症A群患者診断の報告はないが、今回の研究により迅速、簡便な方法である事が明らかとなったので、今後症例数を増やし、技術的に確実なものとしていく予定である。さらに他群の患者についても同様の検索を進めていきたい。