hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IgGの糖鎖が胎児の免疫能と胎盤通過性に果たす役割に関する研究

血清IgGのFc部分にはアスパラギン結合型の糖鎖が付着しており、3次構造の維持に関与している。我々はFMOC(fluoromethylchroloformate)を標識物質とした糖鎖分析法を開発し、昨年度は臍帯血IgGの糖鎖が成人と異なる事を報告した。一方、血清IgGには胎盤通過性があるため、糖鎖の違いが胎盤通過性に影響を及ぼす可能性が考えられる。そこで今年度は臍帯血と妊婦血清のIgGを精製し、両者の糖鎖組成を比較した。同意に基づき25例、12組の妊婦より血液、および臍帯血を採取した。臍帯血は分娩直後、母体血は分娩の前後24時間以内に採取されたものを使用した。プロテインAセファロースで血清からIgGを精製、シアリダーゼ処理の後、N-glycanaseにて糖鎖を遊離したのちFMOCを標識し、HPLC法にて分離、定量を行った。その結果、非還元末端にガラクトースをもたない糖鎖(G0)の全糖鎖中に占める割合は、臍帯血で7.88±3.6%、母体血9.75±5.3%と、臍帯血で有意に低かった(p=0.039)。血清IgG量との積からG0をもつIgGの濃度を算出すると、両者の差は拡大した(p=0.008)。一方、2つのガラクトースをもつ糖鎖(G2)の全糖鎖中に占める割合は、母児間で有意差が認められず、量的には母児間でG0よりも強い相関が得られた。G2の割合および絶対量では母児間に有意差を認めず、高い胎盤通過性を反映した結果となったが、G0の割合は妊婦で有意に高く、絶対量でみるとさらに差は明確であった。この差が生じた理由は、G0の胎盤通過性がG2よりも低いためと推定される。しかし児側で産生されるIgGにG0の割合が低いか、G0の半減期が児では短いという可能性も残され、現在検討中である。いずれにしても本研究、は胎児と母体のIgG糖鎖構造の比較を行った、世界で初めての報告となる。血清IgGの糖鎖はN-グリコシド結合でFc部分に付着し、IgGの立体構造を維持している。IgGの糖鎖は病態や加令に伴い変化に富むため、IgGの胎盤通過性にも影響を与える可能性がある。そこで本年度はまず臍帯血IgGの糖鎖を分析、成人との比較を試みた。45名の母親から同意のもと分娩時に臍帯血を採取した。母体の平均年齢は29.9±4.4歳(平均値±SD)であった。新生児は男児24例、女児21例(満期産41例、早産4例)で平均在胎週数は38.9±3.0週(満期産39.7±1.1週、早産30.7±4.1週)、出生時体重は2914±64g(同3043±487g、1598±572g)であった。また対照群として健常成人11名(26.5±5.6歳)からも血清を採取、IgGを精製しrN-グリカナーゼ処理を行い、遊離したオリゴ糖にFMOCを標識、アミド80カラムでHPLC分析を行った。その結果、臍帯血IgGでは、非還元末端側にガラクトースをもつ糖鎖の割合が成人より有意に高いことが判った。すなわちガラクトースをもたない非ガラクトシル糖鎖に対するガラクトシル糖鎖の割合(G/N比)は、成人で1.6±0.6であったが、臍帯血では4.3倍の6.9±4.4であった(p=4.87×10^<-6>)。在胎週数とG/N比の間に明らかな相関は認められず、出生時体重、血清IgG濃度や母体年齢とG/N比の聞にも明らかな相関を認めなかった。臍帯血にみられたガラクトシル糖鎖の増加は、過去の報告にある1歳から70歳までの結果よりもはるかに高い。ガラクトシル糖鎖をもつIgGは血清中の半減期が非ガラクトシル糖鎖よりも長いと報告されているため、ガラクトシル糖鎖の著明な増加は、新生児の感染防御の上で有利な機構と推定された。現在、同方法にて母児間のIgG糖鎖比較が進行中である。

その結果、非還元末端にガラクトースをもたない糖鎖(G0)の全糖鎖中に占める割合は、臍帯血で7.88±3.6%、母体血9.75±5.3%と、臍帯血で有意に低かった(p=0.039)。血清IgG量との積からG0をもつIgGの濃度を算出すると、両者の差は拡大した(p=0.008)。一方、2つのガラクトースをもつ糖鎖(G2)の全糖鎖中に占める割合は、母児間で有意差が認められず、量的には母児間でG0よりも強い相関が得られた。G2の割合および絶対量では母児間に有意差を認めず、高い胎盤通過性を反映した結果となったが、G0の割合は妊婦で有意に高く、絶対量でみるとさらに差は明確であった。この差が生じた理由は、G0の胎盤通過性がG2よりも低いためと推定される。しかし児側で産生されるIgGにG0の割合が低いか、G0の半減期が児では短いという可能性も残され、現在検討中である。いずれにしても本研究、は胎児と母体のIgG糖鎖構造の比較を行った、世界で初めての報告となる。
日本語文章読解中の眼球運動統制における発達的変化

本研究は,日本語特有の表記特徴が文章理解時の周辺視野処理にどのように影響するのか,およびその発達的変化を心理学実験により検討した。成人および小学校5年生を対象に検討した結果,縦書きと横書きに分けて検討したところ,成人では,横書きの方がより広い有効視野だが,縦書きは注視点前の周辺視野がより広いことが示唆された。この知見は児童でも同様であり,注視点の前領域は縦書きで有効視野がより広いことが示唆された。このような結果は,成人と児童が普段使用するテキストの表記特徴を反映したものであると考えられる。本研究の目的は、日本語の文章を読む際の眼球運動に注目し、読書中の文字からの意味・音韻情報の抽出過程および円滑な眼球運動統制について明らかにすることである。日本語は、漢字仮名交じり、単語・文節間の空白がないこと、縦書きと横書きの併存などの特徴を有している。よってその表記は、世界的に見ても特異的なものの1つであると言える。読書中の眼球運動に注目した従来研究のほとんどがアルファベット表記の文章を刺激材料としていることから、日本語を材料とする本研究で得られた知見は、読書中の情報処理のうち、各言語の表記特徴に影響を受ける過程と特定の表記に依存しない普遍的な過程を明らかにするうえで重要な証拠となる。本研究は、文章理解過程の中でも単語の音韻、意味抽出過程および次の注視点停留位置を決定する際の周辺視野処理に注目する。この目的を達成するためには、1文字の単位で注視位置を特定できる精度の高い測定に加えて、注視位置に合わせた刺激文・単語の提示を実現することが重要である。研究全体の開始年度にあたる本年度は、この高い測定精度の確立と注視位置に合わせた刺激文、単語の提示の技術を開発することにあたった。結果として両者の目的は十分に達成し、研究1として縦書きと横書きの周辺視野処理を検討するための実験を開始した。大学生12名に参加してもらい、データ取得までを終わらせた。また、単語の意味抽出に関わる要因として、単語の出現頻度に注目し、これを検討する語彙判断課題実験を実施した。本年度は、基本的な測定設備、実験プログラムの構築を実施した。本研究では、実験参加者がPC画面に提示された文章を読解することを課すが、その際、参加者の中視点の移動に応じて、刺激文章の一部または全体が変化するような実験状況を構築する必要があった。本研究で用いるSR-Resarch社製の眼球運動装置は、これに対応できる十分な性能を有するが、刺激提示用のディスプレイは従来製品でこの条件に十分対応できていなかった。そのため、複数の製品を試験しながら、実験状況の確立を目指した。また、年度後半では、研究1として計画していた、縦書きと横書きの読みやすさの比較実験を実施した。読みやすさの指標として読み時間、注視点の停留時間、サッカード距離を設定した。さらに、中視点を中心とする文字刺激の提示範囲を動的に変化させることによって、読みやすさの指標が周辺視野の広さとどのように影響し合うのか、また、それが縦書きの場合と横書きの場合で異なるのかを検討した。大学生12名が実験に参加し、現在は、取得したデータの予備解析を実施中である。さらに、単語の意味抽出過程に影響する要因の一つとして、単語の出現頻度に着目した。本研究では、従来研究で指摘された単純な出現頻度だけでなく、ある話題の中で特によく用いられるかどうかを頻度の指標として加え、単純な頻度と話題特有の出現頻度の違いを検討した。実験では、参加者に語彙判断を課し、反応時間を指標とした。実験には12名の大学生が参加した。現在、データを解析中である。本年度は、前年度に行った実験の結果の解析、研究成果の報告、および新しい実験パラダイムの実施予備調査を行った。第1に、昨年度、横書きおよび縦書きで提示した日本語文章を読書する際の眼球運動を測定する実験を行った。実験では、注視位置の前後(横書きの場合は左側を前、右側を後と考え、縦書きの場合は上を前、下を後と考えた)で文字として読める範囲を操作していた。この文字提示範囲の操作は、ページ内では一定だった。そこで、各ページを読書中の平均停留時間および平均順行サッカード距離を指標に、文字提示範囲の影響を検討した。その結果、横書きの場合、注視点の右側の提示文字数が6文字以下になるとサッカード距離が縮小し、2文字以下になると停留時間が増加した。一方、縦書きの場合、注視点下側の提示文字数が8文字以下になるとサッカード距離が縮小し、4文字以下になると停留時間が増加した。この結果より、縦書きと横書きでは、注視点の周辺視野の情報取得範囲が異なることが示唆された。第2に、単語に関する2種類の頻度特性(トピックに依存しない出現頻度(IDF)およびあるトピックのものでの出現頻度(TF))が意味判断過程に及ぼす影響を語彙判断課題で検討した結果、単純な出現頻度が高いほど語彙判断の時間が短いことが示された一方で、トピック特有の出現頻度は語彙判断過程に有意な影響を示さなかった。この結果では、実験協力者の読書に関わる経験や趣味等が考慮に入っていないことから、本年度は実験協力者の個人差特性を測定項目に含めてデータ収集を継続した。第3に、読書中の周辺視野における文字種の影響を調べるために、境界パラダイムと呼ばれる眼球運動測定実験の実施方法を日本語文章提示時に適用するための予備調査を実施した。

これまでに収集したデータの解析および成果発表は当初の計画通りに実施できた。しかし、当初、行う予定だった小学生を対象とした実験を行えなかったため、新しい実験パラダイムの開発とその予備調査に時間を費やした。本年度は,研究全体の最終年度であり,実験によるデータ収集と成果発表を行った。第1に小学校5年生を対象にした読書中の眼球運動測定実験を行った。実験は,前年度に行った縦書きと横書きにおける周辺視野の広さを推定する課題であり,眼球運動測定にもとづいて画面の提示をリアルタイムで変化させる方法を取った。文章読解の材料は,小学生向けに書かれたものを用いた。これに加えて,本年度の実験では,縦書きと横書きの文章を読む際の基礎データ(停留時間とサッカード距離の代表値と分布)の取得も行った。これらの結果及び前年度の実験結果をあわせて,日本語文章の読解時の周辺視野処理に関する発達的変化の一端を明らかにできると予想している。第2に,上記の実験と並行して,読書中の眼球運動と絵画鑑賞中の眼球運動データを収集し,眼球運動データのみからどちらの課題を遂行しているかをサポートベクターマシーンによる推定を試みた。眼球運動データは,停留の時間やそのばらつきを扱い,サッカードの方向,長さとそれらのばらつきを特徴量として扱った。Leave-one-out方による交差検証の結果,被験者数が少ない状況では,90%以上という高い精度で予測できることがわかった。この他,前年度までに行った実験の知見の成果を国際学会と国内研究会で発表し,日本語文章読解時の中心視野と周辺視野の処理について議論を行った。現在,学会発表等で得られた議論にもとづいて国内学術誌,国際学術誌へ投稿する論文を執筆中である。本研究は,日本語特有の表記特徴が文章理解時の周辺視野処理にどのように影響するのか,およびその発達的変化を心理学実験により検討した。成人および小学校5年生を対象に検討した結果,縦書きと横書きに分けて検討したところ,成人では,横書きの方がより広い有効視野だが,縦書きは注視点前の周辺視野がより広いことが示唆された。この知見は児童でも同様であり,注視点の前領域は縦書きで有効視野がより広いことが示唆された。このような結果は,成人と児童が普段使用するテキストの表記特徴を反映したものであると考えられる。今後、解析を進め、縦書きと横書きの違いが読書中の周辺視野情報処理に影響するのかを検証していく予定である。また、単語の出現頻度が意味抽出過程に及ぼす影響を検討した語彙判断実験の結果は、2016年7月に開催される国際心理学会において、その成果を発表する予定である。本年度が最終年度であることから、7月から9月にかけて小学生を対象にした読書時の眼球運動測定実験を行う予定である。さらに、昨年度予備調査を行った実験方法の最終調整を行い、本実験によるデータ収集およびデータ解析を実施する。教育心理学研究成果を国際学会にて発表したが、開催地が日本であったため発表に関わる旅費が大幅に縮小した。当初小学生を対象とした読書中の眼球運動測定実験を行う予定だったが、研究実施場所の都合により次年度に延期したため。実験に使用するPCを最適なものにするため、スペックの高いものを購入予定である。また、収集したデータの下処理を行う研究補助アルバイトを雇用予定である。
東南アジア発展途上国での廃棄物を用いた炭入り堆肥の施用による炭素貯留

本研究は、ベトナムのバイオマス廃棄物炭を農地土壌に施用することによって、難分解性炭素を土壌に長期間貯留量する可能性と、土壌改善による農作物の生育促進を確認することを目的とした。結果、炭素貯留効果は、炭入り堆肥施与区は無施用区に対して2011年は約2.5倍、2012年は1.7倍となった。また、育成試験において,mallcolza(セイヨウアブラナの一種)に対して堆肥に炭を添加することで育成に効果があることを確認した。本年度は、ベトナムにおいて、炭入り堆肥」を圃場へ施用する実証試験により、炭素貯留効果を確認することを前提として、炭を添加した食品廃棄物の堆肥化の基礎的な研究を行った。ベトナム産の竹廃棄物を原料料とし、明星大学とベトナム科学技術アカデミー(VAST)環境技術研究所(IET)がそれぞれ保有する大型炭化炉(200L)を用い、炭化温度540°C、650°C、780°Cで炭を作製し、各種炭化物を粉砕し、3mm以下に分級した。明星大学で、炭の比表面積、pHを評価した。ベトナムにおいて50L規模の好気性堆肥化装置を作製し、ハノイ地区での生ごみを用いて堆肥化をおこなった。ベトナム竹炭の添加効果(5、20%)を検討した。炭添加20%が各測定結果が最も高くなり、堆肥化中の温度最高48°C、含水率48.9wt%、pH=8.2を示した。臭気は、アミン類は7日目に10ppmを示したがその後は検出できなかった。アンモニア、酢酸類、メルカプタン類は発酵期間2カ月検出しなかった。ベトナムで作製した生ごみ堆肥中の微生物活性の評価を行った。炭化温度が異なるベトナム竹炭の粉末と生ごみ、米糠を混合し、種菌としてベトナム堆肥を添加した。恒温35°Cにおいて培養し、ATP濃度とpHを測定した。その結果、微生物の増殖には炭化温度の影響はほとんど無かったが、540°Cの炭を添加した系が多少、微生物が活性化した傾向があった。現在、-80°Cで保管した各堆肥試料よりDNAを抽出し、16SrDNAと18SrDNAをPCRで増幅し、このrDNAの混合物をDGGE法を用いて分離を行い、バクテリアとカビの微生物群の推移の評価を行っている。H23年度は、農業国であるベトナムにおいてバイオマス炭を添加した食品残渣堆肥を作成し、圃場へ施用し実証試験を行い試料の評価を行った。炭素化物の作製は、ベトナム竹を原料とし、保有大型炭化炉(200L)を用い、平成22年度の研究で決定した炭化温度(550°C前後)で炭化物を作製し、粉砕後培地基材とした。炭入り堆肥の作製は、小型堆肥化装置(40L規模)を6台作製し、ハノイ地区での生ごみを用いて堆肥化を行った。堆肥化中の温度、含水率、pH、臭気などの変動を測定した。発酵温度は最高で48°C示含水率は4047%を示した。pHは8.1から6.98に変化し、臭気は7日目のみにアミン類が10ppm確認したが、アンモニア、酢酸類、硫化水素類は発生しなかった。また、堆肥のTC(総炭素),TOC(有機体炭素),T-N、P_2O_5、K_2Oなどの定量分析を行なった結果、TC=51.6%,TOC=33.2%,T-N=0.90%、P_2O_5=1.1%、K_2O=18.3%となった。ベトナム産炭入り堆肥の圃場への施与と農作物の育成評価は、ベトナム・ハノイ近郊の圃場において(1)無施与地区,(2)炭入り堆肥施与地区(炭=0.6kg/m^2堆肥=1.2m^2)(3)炭施与地区(炭=0.6kg/m^2)(4)堆肥施与地区(堆肥=1.2kg/m^2)の施用条件の畑にsmall colza(セイヨウアブラナの一種)を育成した。農作物の育成効果の評価は、37日目単位面積当たりの葉部の育成状態は(1)無施与地区は1649/m^2,(2)炭入り堆肥施与地区5669/m^2(3)炭施与地区244%となり、葉部の成長は炭入り堆肥施与区が最も成長した。炭入り堆肥の炭素貯留効果はTCとTOCの差で評価を行った。その結果、(1)無施与地区は0.56%,(2)炭入り堆肥施与地区1.39%(3)炭施与地区0.47%となり、37日目の炭素貯留量は炭入り堆肥施与区は無施用区の約2.5倍となった。

土壌の化学的評価は、各区のT-N、P_2O_5、K_2O、pH、含水率を測定した。土壌中の微生物評価は、各地区から2g採取し土壌のATP濃度を測定した。3施用区は1.23×10^<-8>1.93×10^<-8>mol/Lとなった。次に、同試料からDNAを抽出し、16S rDNAと18S rDNAをPCRで増幅し、DGGE法によりDNAの分離を行い、微生物群衆の推移を分析した。H24年度は、H23年度に炭入り堆肥施用と植物育成実験を行った圃場の土壌を採取し、炭入り堆肥施用2年目の炭素貯留量測定、土壌の化学分析およびアデノシン三リン酸による微生物活性を評価したベトナム産炭入り堆肥の圃場への施与と農作物の素貯留効果は、TC(全炭素)とTOC(有機炭素)の差で評価を行った。その結果、炭素貯留量は(1)無施与地区は0.50%,(2)炭入り堆肥施与地区0.95%(3)炭施与地区0.62%だった。H23年度の炭入り堆肥の炭素貯留効果結果と比べて、(1)無施与地区は-0.06%,(2)炭入り堆肥施与地区-2.28%(3)炭施与地区-0.20%の変化があった。土壌の化学的評価は、各区のT-N、P2O5、K2O、pH、含水率を測定した。H24年度の土壌中の微生物評価は、各地区から2g採取し20gの純水に分散した微生物細胞から抽出したアデノシン三リン酸濃度で評価した。上記3施用区5.48×10-95.52×10-9mol/Lとなった。また、上記土壌試料からIsoil((株)日本ジーン)を用いDNAを抽出し、16S rDNAと18S rDNAをPCRで特異的に増幅後、アガロースゲル電気泳動によるPCR産物の確認をおこなった。アガロースゲル電気泳動でPCR産物の確認できたものについて、変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法(DGGE法)による16S rDNAと18S rDNAの解析行い微生物の推移を確認した。H23年度に計画したベトナム圃場における炭入り堆肥施与試験は計画通り終了した。また、植物の育成評価、土壌の化学分析、ATP濃度測定は終了している。現在、16 r DNA、18 r DNAによる微生物群衆の推移分析の途中のため、"(2)おおむね順調に進展している"と評価した。24年度が最終年度であるため、記入しない。H24年度は、予算が減額されたため、ベトナムでの再現実験を行わないこととする。主たる推進方策は1.H23年度に得た結果の総合的な検証を行う。2.H23年度に採取した試料を用いて、16 r DNA、18 r DNAによる微生物群衆の分析を行う。3.研究機関で得られた知見をまとめ学会等に発表する。を行う。
海馬歯状回のin vivoカルシウムイメージングによるてんかん原性獲得の機序解明

初年度である30年度は、組織学的実験による検討も交えて、予備的検討で用いた手法の妥当性を検証したのち、カルシウムイメージングによる自由行動時の苔状細胞の自発的な活動を検討し、確実な基礎データを取得することに主眼を置いた。イメージングに使用するモデル動物の作成とその検証として、まず我々が保有する苔状細胞特異的cre組み換え酵素発現マウスを用い、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターの歯状回への定位的な注入でカルシウムセンサーであるGCaMP6fを苔状細胞に発現させた。GCaMP6fの発現については、苔状細胞特異的creマウスにAAV-DIO-GFPを注入し、組織学的に検討したところ、歯状回門部、歯状回内側分子層におけるGFPの発現パターンから苔状細胞に特異的な発現を確認した。覚醒下・自由行動時のin vivoカルシウムイメージングについては、上記の苔状細胞選択的GCaMP6発現マウスを用い、ウイルスベクター注入から23週間後に歯状回の直上に屈折率分布型(GRIN)レンズをデンタルセメントで固定し、6日後以降に行動実験を行った。なお、マイクロエンドスコープについては、予備実験で最適と考えられた座標と同じ位置(脳表から1.6mm)にステレオタキシックフレームを用いて設置した。覚醒下・自由行動時における苔状細胞の興奮性について、オープンフィールド試験での苔状細胞カルシウムイメージングを各マウス共に10分間記録した。30年度は計6匹を用いて32個の苔状細胞から安定した記録を得ることができた。海馬歯状回の苔状細胞選択的にカルシウムイメージングを行う本研究では、その土台となる苔状細胞に特異的なGCaMP6の発現が重要である。今回の実験にて、我々の保有する苔状細胞選択的creマウスの歯状回にAAV-DIO-GFPを注入したところ、歯状回門部のGFP陽性細胞の形態に加え、歯状回内側分子層に発現した帯状のGFPを認めたことから、GFP陽性細胞は苔状細胞特異的なものと確認することができた。カルシウムイメージング自体も順調に進んでおり、いわゆるマウスがfree-movingの状態における苔状細胞の活動について、30年度では事前に年間6匹程度から10-15細胞程度の記録を想定していたが、実際には6匹から30以上の苔状細胞の活動を安定して測定・記録することができた。これらの細胞については、オープンフィールドでのマウスの活動時にカルシウムイメージングを行ったが、フィールドの中央部と辺縁部における苔状細胞の活動性の変化など、全体の傾向として概ね一定の方向性を示していることが視される結果を得たことから、今回のカルシウムイメージングについては高い再現性を確認することができたといえる。以上の結果を踏まえて、30年度の目標であったカルシウムイメージングの基礎的な部分はほぼ確立しており、順調な進捗であると判断した。30年度に確立した上述の実験方法を用い、今後は下記2つの実験を行うことで、貫通線維刺激後の苔状細胞の活動性に着目することに加え、苔状細胞の活動を選択的に抑制あるいは促進した後に生じるてんかん閾値の変化や顆粒細胞の興奮性の変化を明らかにする・貫通繊維刺激後の苔状細胞の活動記録:研究分担者の菅谷が既に確立した手法を用い(Sugaya et al., 2013)、苔状細胞選択的GCaMP6発現マウスに対し外科的手技にて貫通線維の角束に刺激電極を固定する。歯状回への主な入力である貫通線維を刺激することによる苔状細胞の興奮性変化について、刺激強度がけいれん閾値を超える場合、超えない場合での苔状細胞の活動の違いをカルシウムイメージングにより比較検討する。これにより、てんかん発作に類似した強い興奮性入力に対する苔状細胞の特徴が明らかにされる。・苔状細胞活動抑制後の顆粒細胞の興奮性変化:苔状細胞選択的Cre発現マウスの歯状回へのウイルス注入によって、苔状細胞選択的に抑制性もしくは興奮性DREADDを発現させる。また、同様にAAVベクターを用いてCaMKIIプロモーター下に歯状回の顆粒細胞にGCaMP6fを発現させる。特異的リガンドであるclozapine-N-oxide (CNO)の腹腔内投与により苔状細胞の活動を選択的に調整し、自由行動下やてんかん発作時に生じる顆粒細胞のカルシウムイメージングを行うことで、苔状細胞の活動を選択的に調整した後の顆粒細胞の興奮性の変化をリアルタイムに観察することができる。

なお、マイクロエンドスコープについては、予備実験で最適と考えられた座標と同じ位置(脳表から1.6mm)にステレオタキシックフレームを用いて設置した。覚醒下・自由行動時における苔状細胞の興奮性について、オープンフィールド試験での苔状細胞カルシウムイメージングを各マウス共に10分間記録した。30年度は計6匹を用いて32個の苔状細胞から安定した記録を得ることができた。海馬歯状回の苔状細胞選択的にカルシウムイメージングを行う本研究では、その土台となる苔状細胞に特異的なGCaMP6の発現が重要である。今回の実験にて、我々の保有する苔状細胞選択的creマウスの歯状回にAAV-DIO-GFPを注入したところ、歯状回門部のGFP陽性細胞の形態に加え、歯状回内側分子層に発現した帯状のGFPを認めたことから、GFP陽性細胞は苔状細胞特異的なものと確認することができた。カルシウムイメージング自体も順調に進んでおり、いわゆるマウスがfree-movingの状態における苔状細胞の活動について、30年度では事前に年間6匹程度から10-15細胞程度の記録を想定していたが、実際には6匹から30以上の苔状細胞の活動を安定して測定・記録することができた。これらの細胞については、オープンフィールドでのマウスの活動時にカルシウムイメージングを行ったが、フィールドの中央部と辺縁部における苔状細胞の活動性の変化など、全体の傾向として概ね一定の方向性を示していることが視される結果を得たことから、今回のカルシウムイメージングについては高い再現性を確認することができたといえる。以上の結果を踏まえて、30年度の目標であったカルシウムイメージングの基礎的な部分はほぼ確立しており、順調な進捗であると判断した。30年度に確立した上述の実験方法を用い、今後は下記2つの実験を行うことで、貫通線維刺激後の苔状細胞の活動性に着目することに加え、苔状細胞の活動を選択的に抑制あるいは促進した後に生じるてんかん閾値の変化や顆粒細胞の興奮性の変化を明らかにする・貫通繊維刺激後の苔状細胞の活動記録:研究分担者の菅谷が既に確立した手法を用い(Sugaya et al., 2013)、苔状細胞選択的GCaMP6発現マウスに対し外科的手技にて貫通線維の角束に刺激電極を固定する。歯状回への主な入力である貫通線維を刺激することによる苔状細胞の興奮性変化について、刺激強度がけいれん閾値を超える場合、超えない場合での苔状細胞の活動の違いをカルシウムイメージングにより比較検討する。これにより、てんかん発作に類似した強い興奮性入力に対する苔状細胞の特徴が明らかにされる。・苔状細胞活動抑制後の顆粒細胞の興奮性変化:苔状細胞選択的Cre発現マウスの歯状回へのウイルス注入によって、苔状細胞選択的に抑制性もしくは興奮性DREADDを発現させる。また、同様にAAVベクターを用いてCaMKIIプロモーター下に歯状回の顆粒細胞にGCaMP6fを発現させる。特異的リガンドであるclozapine-N-oxide (CNO)の腹腔内投与により苔状細胞の活動を選択的に調整し、自由行動下やてんかん発作時に生じる顆粒細胞のカルシウムイメージングを行うことで、苔状細胞の活動を選択的に調整した後の顆粒細胞の興奮性の変化をリアルタイムに観察することができる。
作用素及び作用素代数とその応用的研究

2年継続の最終年度に当り,特に作用素環論の分担者の帰国により作用素代数に関する研究が重点的に進められ,興味ある結果を幾つか得ることが出来た.関数近似論および実解析学,フーリエ解析とその応用に関する研究も活発に行ない,特に,他分野の人々も含めた談話界形式での討論,発表会の開催等により,各方面からの検討を加えることが出来た.まず,作用素環論分担の羽毛田は,作用素代数の本質的な性質の多くが,その非可換性に起因していることに着眼し,可換な直和因子を持たない作用素代数の代数的構造がその積構造のみによって,完全に(線形構造まで含めて)決定されてしまうという興味ある結果を得,公表した.この事実はジョルダン代数やジョルダン三重系にも適用可能であり,既にいくつかの結果については雑誌等に発表が予定されている.次に,分担者の渡利は,ウォルシュフーリエ級数の理論の一部が,計算機の利用により更に分りやすく解明できる可能性が出てきたので,談話会での報告やそのテーマに関する予備的なプレプリントを作成すること等により検討を加えている.又,関数近似論とフーリエ級数の絶対収束との関連については,その得られた成果の投稿を現在準備中である.最後に,線形作用素による一様近似では, 2階の階差にパラメーターとして変数を入れた拡張された連続率を用い,作用素を指数型としたとき,近似度の評価とその飽和定理では,計算の簡略化と伴に仮定の条件式を弱める事が出来た.又,ベルンシュタイン多項式に関する同値定理で,未整理の部分について幾らかまとめる事が出来たので,後日,報告する予定である.以上,作用素代数での大きな成果があり,初期の目標は十分に達成されたと思うが,一様近似での作用素の2階微分の評価等,未解決のものも残ったが,これらは,今後の課題としたい.2年継続の最終年度に当り,特に作用素環論の分担者の帰国により作用素代数に関する研究が重点的に進められ,興味ある結果を幾つか得ることが出来た.関数近似論および実解析学,フーリエ解析とその応用に関する研究も活発に行ない,特に,他分野の人々も含めた談話界形式での討論,発表会の開催等により,各方面からの検討を加えることが出来た.まず,作用素環論分担の羽毛田は,作用素代数の本質的な性質の多くが,その非可換性に起因していることに着眼し,可換な直和因子を持たない作用素代数の代数的構造がその積構造のみによって,完全に(線形構造まで含めて)決定されてしまうという興味ある結果を得,公表した.この事実はジョルダン代数やジョルダン三重系にも適用可能であり,既にいくつかの結果については雑誌等に発表が予定されている.次に,分担者の渡利は,ウォルシュフーリエ級数の理論の一部が,計算機の利用により更に分りやすく解明できる可能性が出てきたので,談話会での報告やそのテーマに関する予備的なプレプリントを作成すること等により検討を加えている.又,関数近似論とフーリエ級数の絶対収束との関連については,その得られた成果の投稿を現在準備中である.最後に,線形作用素による一様近似では, 2階の階差にパラメーターとして変数を入れた拡張された連続率を用い,作用素を指数型としたとき,近似度の評価とその飽和定理では,計算の簡略化と伴に仮定の条件式を弱める事が出来た.又,ベルンシュタイン多項式に関する同値定理で,未整理の部分について幾らかまとめる事が出来たので,後日,報告する予定である.以上,作用素代数での大きな成果があり,初期の目標は十分に達成されたと思うが,一様近似での作用素の2階微分の評価等,未解決のものも残ったが,これらは,今後の課題としたい.年度半ばに、海外出張による代表者の交代で、特に作用素環論の分担者であったことにより、研究方針の変更が余儀なくされた。新代表者の佐藤は線形作用素による関数近似が専門で、特に、代数多項式による関数近似に於ける同値定理,近似度の評価を主に調べている。本年度は関数の2階の階差に変数のパラメーターを導入した評価式(拡張された連続率)を用いて、一様近似の近似度の評価とその飽和定理を求める問題をテーマに研究した。考える作用素を指数型作用素としたとき、仮定として必要とされている条件をかなり弱めることが出来た。具体的な作用素への応用例と合わせて、その主な結果は、10月に弘前で開かれた実解析セミナーで報告した。残された問題点としては、作用素の2階微分の評価式の一つが、指数型の各作用素に依存していることで、作用素を級数型とすること等で簡単な形にすることは出来たが、より包括的な形での評価式を設定することが課題として残った。当初の計画にはなかったが、NECのパーソナルコンピューターを購入し資料や書籍類のデータ・ベース化を計った。この機械の導入により文献,データの検索が非常に便利となり、必要とされる雑誌や書籍等に関する情報が短時間で得られ、時間の節約になると共に、今後の研究にも長く役に立つものと思われる。また、次年度の課題となったが、パソコンによる近似度の評価と言う問題も生まれて来た。純粋数学での関数近似でも、計算機を用いた結果の報告は今までに幾つか在ったが、近似度のおおよその評価を求めることは、理論的評価と合わせて興味のあるテーマだと思う。作用素環論,作用素論に関連する研究は、分担者の海外出張により満足できるものは得られなかったが、来年度の帰国を持ち、重点的に進める予定である。
強誘電体・強弾性体表面の外場による微少変形

強誘電体や強弾性体に外部電場を印加したり温度を変化させたときの表面の応答を原子間力顕微鏡(AFM)により調べた。具体的には以下の通りである。(1)チタン酸バリウム(BaTiO_3)表面の電場印加によるAFM測定室温(正方晶系)で、c軸方向にAFM探針に2KV/cmの電場を印加して、表面高さの微分像を解析することにより、90゚分域境界の部分的な移動を明確に観察することに成功した。この結果と1950年代初頭に行われたLittleらによる分域反転の結果を比較したところ定性的に良い一致をみた。(2)モリブデン酸ガドリニウム(Gd_2(MO_4)_3)表面のAFM測定室温の斜方晶分域の存在をAFMでとらえることには成功した。表面の曲がりの程度から格子定数の比を計算したところ、1970年代に行われた染谷と小林による電子線(Electron-mirror microscopy)の結果と驚くべき精度で一致した。(3) 3酸化タングステン(WO_3)表面の温度変化によるAFM測定本物質では室温で単斜晶系と斜方晶系の状態に関係した2種類の分域が共存している。液体セルを使った特殊な測定で試料の温度を下げ、三斜晶系への相転移点(17°C)通過させて、三斜晶系における分域も観察した。共存する以上の3稲類の分域の間には相互作用が存在するが、単斜と三斜分域の間の相互作用の観察に成功した。(4)その他の測定この他、チタン酸鉛(PbTiO_3)、燐酸ネオジウム(NdP_5O_<14>)、急冷法でガラス化した酸化物強誘電体の再加熱による表面形状の変化をPbTiO_3、LiNbO_3などで測定することにも成功している。(1)チタン酸バリウム(BaTiO_3)表面の電場印加によるAFM測定室温(正方晶系)で、c軸方向にAFM操針に2KV/cmの電場を印加して、表面高さの微分像を解析することにより、90°分域境界の部分的な移動を明確に観察することに成功した。(2)モリブデン酸ガドリニウム(Gd_2(MO_4)_3)表面の測定室温の斜方晶分域の存在をAFMでとらえることには成功した。表面の曲がりの程度から格子定数の比を計算したところ、1970年代に行われた染谷と小林による電子線(Electronmirror microscopy)の結果と驚くべき精度で一致した。(3)試料の温度変化を含むその他の測定3酸化タングステン(WO_3)の単斜分域を室温においてとらえた。さらに液体セルを使った特殊な測定で試料の温度を変化させて三斜分域もごく最近とらえることに成功した。また急冷法でガラス化した酸化物強誘電体の再加熱による表面形状の変化をPbTiO_3、LiNbo_3などで測定することにも成功している。強誘電体や強弾性体に外部電場を印加したり温度を変化させたときの表面の応答を原子間力顕微鏡(AFM)により調べているが、本年度の成果は以下の通りである。(1) 3酸化タングステン(WO_3)表面のAFM測定本物質では室温で単斜晶系と斜方晶系の状態に関係した2種類の分域が共存している。2つの分域を1つづつ独立に室温で可視化した。次に共存している状態も可視化した。

(2) 3酸化タングステン(WO_3)表面の温度変化によるAFM測定液体セルと呼ばれる特殊な装置に液体として氷を入れた冷水を流して試料の温度を下げることにより、三斜晶系への相転移点(17°C)通過させて、三斜晶系における分域を発生させてそれを可視化した。単斜晶と三斜晶、三斜晶と斜方晶の2つの共存するする状態を可視化した。以上の共存状態の分域の間には相互作用が存在するが、以上のような共存状態での分域境界の表面起伏は、それが独立に存在する場合とは異なることが確認できた。これは分域間の相互作用を表しているものと考えられる。(3)その他の測定この他、チタン酸バリウム(BaTiO_3)表面の電場印加による分域境界の表面起伏の変化、燐酸ネオジウム(NdP_5O_<14>)の分域境界の拡大図、急冷法でガラス化したPbTiO_3酸化物強誘電体の再加熱による表面形状の変化などを可視化することにも成功している。
幼児・児童における創造的協調性の発達と育成

親が子どもの協調性を評定する項目と親自身の子育てに関する項目を含む質問紙を作成し,小学1ー6年生2034名と幼稚園児269名,保育園児63名の保護者に回答を求めた。小学生の保護者の結果をもとに協力志向,協調的問題解決,調和・同調の3下位尺度からなる親評定・児童用多面的協調性尺度と応答・共有,統制・要求の2下位尺度からなる子育てスタイル尺度が作成された。親評定・児童用多面的協調性下位度の得点は,3尺度とも女子が男子より高く,学年が高くなるほど高くなる傾向がみられた。応答・共有が高い親の子どもは,協力志向と協調的問題解決が高い傾向がみられた。調和・同調には子育てスタイルの影響はみられなかった。協調性の概念には、単に他者と合わせる、協力するというだけでなく、自分の考えを持った上で他者の意見を聞き、両者にとってよいやり方を見つけるという意味合いも含めることができると考えられる。我々は、こうした意味を含めて協調性概念を再検討し、新たな協調性尺度を作成し、大学生を対象として協調性発達の規定因についても検討してきた。平成25年度はこれまでの研究成果について学会発表を行った。大学生における協調性には性差および大学生の専攻分野により違いがあり、協調性のあり方には仲間関係及び内的作業モデルとの関連が見出された。また、大学生の所属サークルやボランティア活動経験との関連も見出されている。これらの研究結果を基に、幼児期及び児童期に創造的協調性はどのように発達するのか、どのように育成することができるかを検討するために、教師を対象として、子どもの協調性について評定しどのような子どもに育てたいか、教師が抱く協調性イメージ等について尋ねる質問紙を作成し、質問紙調査を実施した。また、幼稚園・保育園・小学校の子どもの保護者を対象に、自分の子どもの協調性について評定し、自身の養育態度について尋ねる質問紙および小学校3年生から6年生を対象に、子ども自身の協調性について尋ねる質問紙を作成し、質問紙調査を実施しているところである。教師を対象とした質問紙調査の結果については、平成26年度中に学会発表を行う予定であり、子どもの保護者および子どもへの質問紙調査の結果についてはデータ収集の途中であるため、データ収集が終了し、分析結果がまとまり次第、順次学会発表を行う予定である。今年度の研究は、昨年度中に教師に対して実施した質問紙調査の結果をまとめ、学会への発表を行った。日頃子どもと接している教師は、子どもたちをどのような人に育てたいと考えており、その中で社会性の発達において重要な位置を占めると考えられる協調性についてどのようなイメージを持ち、教育活動の中で協調性を育成するためにどのような取り組みを行っているのかについて知ることが、子どもの協調性の発達に対する影響を考える上で必要と考えられるためである。結果、子どもの年齢に応じてどのような人になってもらいたいかについての教師の期待像は変化していくこと、得点が高かった項目の特徴は、周囲の人と良好な人間関係を築けることや自分の意見をしっかり主張できること、道徳や規則をしっかり守る人になってほしいと望む割合が高く、続いて「いろいろな人と協調・協力できる人」という協調性を表す項目の得点が高かった。すなわち、広い意味での協調性や周囲の人とうまく付き合っていく力を育てたいと考えている教師が多かった。また、教師の「協調性のある子ども」に対するイメージの調査では、前述の調査における高得点の項目と同様の内容を表す項目が協調性イメージと一致したものが多かった。特に、協調性における積極的側面を示す項目(協調的問題解決及び視点取得)に高得点をつけるとともに、規範意識の高さにも高得点が得られた。また、子どもの協調性を育む取り組みとして教師がどのようなことを行っているかの調査結果は、校種を問わず、授業を含む様々なグループ活動や学級活動、行事やレクリエーション等の場が協調性育成のために意識的に利用されていること、アサーショントレーニングや自己表現、他者尊重の取り組み、多様な個性の受け入れを目指す取り組みなどもなされていることが明らかとなった。今後は、幼児・児童の親を対象とした質問紙調査の結果をまとめていく予定である。今年度の研究では、本研究の原点となる協調性尺度(登張他、2012)を再分析し、25項目を選択して一部の表現を変更した新たな質問紙を作成し、高校生に対して調査を実施した結果から「多面的協調性尺度」(登張他、2015)を作成した。また、この「多面的協調性尺度」をもとに、児童の協調性の発達を測定するために、児童の親が評定する、協力志向、協調的問題解決、調和・同調の3下位尺度からなる「親評定・児童用多面的協調性尺度」(登張他、2015)を作成した。また、子どもの協調性の発達と親の養育態度との関連を検討するために、「子育てスタイル尺度」(登張他、2016)を作成した。「親評定・児童用多面的協調性尺度」と「子育てスタイル尺度」を含む質問紙調査を小学生の親1966名に実施した結果の一部を学会にて発表した(名尾他、2016)。その結果、親による子どもの協調性の発達の評定においては、男子より女子の発達が早く、特に協調的問題解決においては学年差も性差も大きかった。協力志向については、学年差は大きいが性差は大きくなかった。調和・同調は男女差が大きく、女子が高かった。また、同内容の質問紙を幼稚園児・保育園児の親333名にも実施した結果の一部も学会にて発表した(田村他、2016)。

本研究は、親評定による幼児の協調性の発達と習い事との関係について検討したものである。結果として、スポーツ系の習い事をしている群と全く習い事していない群の比較において、協力志向が有意に高かったことが明らかとなった。幼児の協調性の発達及び児童・幼児の協調性の発達と子育てスタイル尺度との関連についての研究内容は、平成28年度に学会にて発表する予定である。また、平成26年度に学会発表した、協調性に対する教師の考えについて論文にまとめ発表した(名尾他、2016)。同様に、多面的協調性尺度に関する研究内容を論文としてまとめ発表した(登張他、2016)。質問紙調査を実施したが、データが膨大であるため、データ入力は外注したものの、細部の点検や分類のし直し等で非常に手間がかかり、研究の進捗状況に大きな影響を及ぼした。また、研究分担者のうち2人が研究以外の業務で多忙となり、全員で集まり研究について打ち合わせすることが非常に難しくなった。また、研究者1名は平成28年度から所属先も変わり体調を崩したことから、学会発表が取り消しになった。そのため、研究の分担については最低限のことを決めてできる範囲で進め、個々で学会発表及び論文作成等を行っている。協調性概念を、互いを尊重し他者と自分の両者にとってより良い解決を図ろうとするという積極的、創造的意味合いを含む多面的概念として捉え直し、大学生対象の調査結果をもとに協調的問題解決、協力志向、調和志向、非協調志向の4下位尺度からなる多面的協調性尺度を作成した。これをもとに教師が生徒の協調性を評定する等の内容の質問紙を作成して教師対象の調査を実施し、小学生と中学生の比較等を行った。次に、親が児童の協調性を評定し、親自身の子育てについて答える等の内容の質問紙を作成し、保育園児と幼稚園児、小学1ー6年生の保護者に回答を求めた。児童が自分の協調性等について自己評定する内容の質問紙も作成し、小学3ー6年生に回答を求めた。小学生の保護者対象の調査結果ををもとに、協力志向、協調的問題解決、調和・同調の3下位尺度からなる親評定・児童用多面的協調性尺度と、応答・共有、統制・要求の2下位尺度からなる子育てスタイル尺度が作成された。親評定・児童用多面的協調性下位尺度の性別と学年による違いを調べると、3尺度とも男子より女子が高く、学年が高いほど得点が高い傾向があり、特に協調的問題解決でその傾向が顕著であること、小学生は幼稚園児より調和・同調が高いこと等が明らかとなった。子育てスタイル下位尺度の高低で両方高い権威ある群、応答・共有のみ高い許容的群、統制・要求のみ高い権威主義群、両方低い関心低群に分類し、親評定・児童用多面的協調性下位尺度の得点を比較すると、小学1ー6年生の保護者データでは、協調的問題解決と協力志向は権威あると許容的群が権威主義的と関心低群より高く、協力志向は権威主義的群が関心低群より高かった。調和・同調と子育てスタイルとの間には関連はみられなかった。幼児の保護者データでも類似した結果であった。親評定・児童用多面的協調性下位尺度と習い事、きょうだい構成との関係についても検討した。親が子どもの協調性を評定する項目と親自身の子育てに関する項目を含む質問紙を作成し,小学1ー6年生2034名と幼稚園児269名,保育園児63名の保護者に回答を求めた。
化学反応の統計的振舞の発現機構の解明

1.分子のダイナミクスの時間的階層性に着目した研究を行なった。(1)分子内振動エネルギー再分配(IVR)の階層性を量子力学的に解析するための手法「デリバティブ状態解析」を提案し、それをアセチレン分子に適用した。また、階層を持つダイナミクスを理解するキーコンセプトであるフィーチャー状態に着目し、水分子の高振動励起状態のフィーチャー状態の波動関数を計算することに成功した。フィーチャー状態の波動関数の現実的な系での計算例は本研究が初めてである。また、ダイナミクスの階層性をフェムト秒化学の手法で検知する実験的方法を提案した。(2)時間階層性の速いダイナミクスと遅いダイナミクスの分離性が良好な場合に、不可逆な緩和過程が発生することを理論的に裏付けた。そして、マクロレベルの緩和速度をミクロレベルの分光学的情報と結びつける定式化に成功した。2.統計理論の前提となっている衝突・反応過程の遷移確率のランダム性の起源について一つの提案を行なった。対応する古典力学系が不規則散乱(カオス散乱)を起こしている場合の遷移確率について、半古典論にもとづいた考察を行なった。巨大な数の古典軌跡が量子力学的遷移振幅に寄与するため、中心極限定理のメカニズムが働き、遷移振幅がガウス乱数とみなせる成分を持つことを示した。3.強レーザー湯中の二原子分子のイオン化過程の研究を行なった。レーザー強度がある閾値を越えると、イオン化速度がレーザー強度に逆比例する現象「安定化現象」が見出された。本研究のケースではこの「安定化現象」は「重なり共鳴」と呼ばれる現象によって引き起こされている。一方、統計理論の代表例であるRRKM理論の成立条件も重なり共鳴と密接な関係を持つこと知られている。一見何の関係も無い強レーザー湯中のイオン化とRRKM理論が重なり共鳴という強結合系特有の振舞を介して通底していることが明らかになった。不規則散乱の半古典量子化による遷移確率の揺らぎの発生機構の理論的解明を行った。W.H.Millerによる古典散乱行列理論は不規則散乱の場合には公式が無限級数となり、しかも級数が絶対収束しないという問題点を持つ。本研究では、無限級数の和の近似値を実行する方法論を提案した。それは無限級数を打ち切った部分和が、有限のエネルギー分解能を持つ遷移確率になるような方法である。これをヨウ素分子とヘリウム分子の振動非弾性衝突のモデル系に応用した。すなわち古典軌跡の数値計算を行い、その結果を利用して古典散乱行列および振動遷移の遷移確率を計算した。古典極限で遷移確率は終状態の関数として揺らぎを示すことが見出された。一方、古典散乱行列の数学的構造に着目して、遷移確率の揺らぎの分布関数を理論的に導出した。この理論により、遷移確率はカイ自乗分布に従うことが示された。化学反応の統計的振舞いの発現に重要な役割を果たす分子内エネルギー再分配の不可逆性に関する理論的研究を行った。シュレーディンガー方程式から量子状態の占有確率の運動方程式を導き、占有確率の長時間挙動を繰り込み群の漸近解析の方法に基づいて理論的に調べた。収束因子を用いて回帰現象を無視する操作により、占有確率の時間発展が見かけ上不可逆になる機構が明らかとなる定式化を行った。W.H.Millerによる古典散乱行列理論は不規則散乱の場合には公式が無限級数となる。本研究では、古典散乱行列の数学的構造に着目して、遷移確率の揺らぎの分布関数を理論的に導出した。

すなわち、無限級数の各項の位相因子がランダムであることを利用し、中心極限定理にもとづき、級数の和が正規乱数になることを示した。その結果、遷移確率はカイ自乗分布に従うことになる。これは、量子力学的遷移確率に寄与する無数の古典軌道の量子力学的干渉が遷移確率の揺らぎを生みだしていることを意味する。すなわち、遷移確率の揺らぎは量子効果であるということができる。化学反応の統計的振舞いの発現に重要な役割を果たす分子内エネルギー移動(IVR)を解析する理論的方法論を提案し、アセチレン分子に応用してその有効性を示した。デリバティブ状態解析と呼ぶその方法では、分子の振動ダイナミクスを記述するハミルトニアン3重対角にするような状態を考える。これをデリバティブ状態と呼ぶ。デリバティブ状態は互いに相互作用する連鎖を作り、それが分子内エネルギー移動の道筋に対応する。そしてデリバティブ状態の時間変化を追うことにより、時々刻々とIVRの進行の様子を知ることができる。アセチレン分子にこの方法を適用し、さまざまな種類の初期状態からのIVRの道筋を解析し、アセチレン分子のIVRの全体像を描くことができた。不規則散乱の半古典量子化による遷移確率の揺らぎの発生機構の理論的解明を行った。W.H.Millerによる古典散乱行列理論は不規則散乱の場合には公式が無限級数となる。本研究では、昨年度までに、古典散乱行列の数学的構造に着目して、遷移確率の揺らぎの分布関数を理論的に導出した。今年度はキセノン原子とヨウ素分子の共線形振動非弾性衝突のモデルについて理論計算を行い、昨年度までに得た理論の検証を行った。上記モデル系の振動準位間の遷移確率を半古典理論にもとづいて計算した。その結果、散乱行列要素が決定論的挙動を示す部分と、揺らぎを示す部分に分離しうることを見出し、後者の部分の振る舞いは、本研究で提案した理論と合致することが確認された。化学反応の統計的振舞いの発現に重要な役割を果たす分子内エネルギー移動(IVR)を解析する手法を提案し、水分子に応用してその有効性を示した。その方法では、振動波動関数の時間発展を追跡し、フーリエ変換を利用して振動スペクトルを求める。このとき波動関数の短時間挙動はスペクトルの粗い構造に反映されている。後者のスペクトルピークは有限の寿命を持つ近似定常状態と解釈できる。これをフィーチャー状態と呼ぶ。本研究では、水分子のローカルモードを高く励起した状態を初期状態に選び、波動関数の時間発展を数値計算により求め、その波動関数に含まれるフィーチャー状態の波動関数を求めることに成功した。それを解析し、水分子のローカルモード励起状態からのIVRの道筋を解析することができた。昨年度までに、古典散乱行列の数学的構造に着目して、遷移確率の揺らぎの分布関数を理論的に導出した。今年度は、昨年度までに得た理論を、半古典論を用いない厳密な量子力学の計算で検証する作業を行った。量子力学計算が容易なモデル、桶型モデルを考案した。これは振動非弾性衝突の特徴を備えた最も簡単なモデルである。