hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サゴヤシ利用の伝統的農村が水稲栽培農村として持続できる農村変容要因分析

焼畑農業とサゴヤシデンプン抽出を営んでいる伝統的農村が新しい農業としての水稲栽培を受け入れる要因について、インドネシア国南東スラウェシ州で調査を実施した。これを通して水稲栽培が持続されるための農村社会の変容要因についても分析した。調査の結果、水稲栽培は外部者(技術を持った移住民族等)から導入されたもので、水稲技術が定着するためには技術を持った人の存在が必要であることが判明した。また、水田が持続されない場合には、彼らにとって栽培が容易で、初期投資が少なく、かつ、換金性の高い畑作物や永年作物栽培に固守することが判明した。この理由としては伝統的農村で貨幣経済が浸透することより、農業がより専業化される傾向にあることが判明した。インドネシアの伝統的農村では主食として焼畑での陸稲と湿地に自生しているサゴヤシから抽出した澱粉を、食している。ここでの農業は焼畑と森からの資源の採集であった。これらの村は近代化の影響で新しい農業を導入しようとして、水稲栽培の導入を試みた。15年前に農村開発プロジェクトで実施した水田がどの様な状況なっているか今回現状を調査した。その結果、対象になった7村のうち、2村については水稲栽培が行われていないことが今回の調査で判明した。そこで、本研究では水田管理が最もうまくいっているキヤエア村と、新規の開田が行われているラロバオ村、水田を放棄したサブラコア村の3村について詳細調査を行うことに決定した。この結論を得るために本年度は下記の調査を実施した。1)クンダリ市周辺の農業現況調査:都市化が進む中で農業は水田を中心に依然重要な産業となっている。2)州の経済・社会マクロ調査:南東スラウェシ州は分権化の影響で4県であったのを10県体制に細分化した。州の経済はニッケル採掘等の鉱業の発展で活性化されている。3)州の伝統的農業:焼畑農業は禁止されたが、実質的は耕作の前に火入れを行っている。そこでは陸稲、トウモロコシの栽培が依然行われており、水田はまだ増加状況にあることがわかった。4)サゴヤシ農業はかなり限られてきたが、産地では若者グループが引き継いで営農を実施していることを確認した。また、サゴヤシの基礎的な研究として、抽出技術、生物的生産メカニズムについて研究を進めた。以上の結果から、現地に適した農業は何であるか、農民が受け入れる技術はどのような条件が必要かを上記3村で詳細調査を行い、要因分析を行うこととした。そして、水田の持続性には単に技術移転を行う体制だけでなく、農民が受け入る条件を分析しなければならに事が判明した。特に民族的な視点での先住民トラキ族の生活、農村形成について行うこととした。インドネシアの伝統的農業として位置付けられているサゴヤシ農業が水田に耕作に変化する要因分析調査を行っている。今年度は対象3調査村における基礎調査としてアンケート調査を実施した。1村から50農家を抽出し、3村で合計150農家をあらかじめ作成した調査用紙により、現地で3チームに分かれて調査を行った。調査項目は農家の家族構成から始まり、生活、営農、作付、経済状況、水利組合等の組織、村の現状、プロジェクトのインパクト等についての質問票をインドネシア語で作成した。現地の調査はハルウレオ大学、県農業局、農業普及員、村長等に協力を得て実施した。この分析は次年度に実施する。また、この基礎調査と同時に各分野における調査も実施した。サゴヤシについては現地におけるヤシの分布状況、種類、現況の利用形態などについて、クンダリ地域を中心に行った。また、サゴヤシの有効利用を現地の農家で調査し、伐採からデンプン抽出、葉、茎の利用実態を明確化し、さらにデンプン抽出残渣の活用について環境からの視点で新しい試みの調査を行った。その結果、サゴヤシは現在も伝統的農民の生活にとっては重要な作物であることが確認できた。一方、農村調査から技術移転後の水田の活用について調査を行った。その結果、水稲栽培を継続して実施している村においても水利組織は必ずしも組織として有効に機能していない実態が分かった。この要因には村の民族構成(民族性)を考慮する必要があるがことも確認できた。また、先住民だけの村が水田を継続したことを確認したので、継続できなった村との違いを、自然、地理的条件や経済的条件に加え民族的、歴史的条件も考慮して、総合的に水田技術が村で持続できる要因分析を継続して実施していく。サゴヤシ利用の農業の変容をインドネシア南東スラウェシ州の伝統的農村を事例として調査してきた。対象地には先住民のトラキ人がおり、ブギス、ジャワ、バリ人が移住者として住み始めた。

移住者は水稲栽培技術を有しており、定住地に水田を広げている。1991年にJICAによる農業開発協力プロジェクトが導入され、水稲栽培が8農村で改良農業として導入された。プロジェクト終了後から約15年後の2008年からプロジェクトインパクトとして水田耕作の持続性を調べ、この地域の農業・農村の変容を調べた。その結果、プロジェクトで実施した水稲栽培は8村中6村で継続して実施していた。2村については実施していなかった。そこで元から継続している村、していない村、初めて導入されて継続している村の3村を抽出し、詳細な農村調査と資源調査を行った。水稲栽培が元からあった村では水田拡大も見られ、水利組合も必要に応じ活動している。プロジェクトの施設は現在でも有効に使用されているという結果を得た。また、新規に水田を取り入れ、現在も継続、拡大している村では先住民に移住民のブギス人が加わっていた。また、すでに水田の跡がなかった村では畑作栽培、永年作物栽培が商業的農業として行われており、主食のサゴ澱粉、コメは市場から買っていた。この結果から、サゴの利用は継続しているがコメ消費のウェイトが大きくなってきている。先住民が水田耕作を継続できる条件としては、経済性は無論のこと、農民の水稲に対する興味とニーズ及び継続性には移住民のような稲作技術を知っている人の存在が必要であると要約できた。また、農民は初期投資が少なく、栽培技術が複雑でない畑作、永年作物が有利となれば水稲に興味は持たず、換金作物栽培を行うことが分かった。以前、村で個々に行っていた伝統的サゴ農業は専門化が進み、澱粉抽出を行う専門の数グループあり、市場に出荷していた。また、陸稲は依然水田以外では栽培される重要な作物となっているが、ほとんど自給用で、水稲が商品作物となっている。このように伝統的農業から水稲栽培への移行には栽培としての民族的な興味、市場での経済性、主食の変化によるところが大きいと結論付けられた。
介護労働者の総合的な安全衛生リスク評価手法の確立

近年、介護者の腰痛が急増している。そこで、本研究では、介護者の腰痛予防や作業負担軽減に有用な安全衛生活動を明らかにすることを目的として、介護施設の安全衛生活動と介護者の腰痛・作業負担に関するアンケート調査を実施した。その結果、介助方法に関する責任者との相談・指導やマニュアル活用の有無が、腰痛の発生及び腰部負担と関連した。このことから、介護者の腰痛予防には、これらの対策を充実させることが有用と考えられた。本研究は、介護労働者(介護者)の安全衛生活動と健康状態などをインタビュー及びアンケートにて調査し、安全衛生管理と介護者の作業負担や満足度などとの関連を明らかにするとともに、働きやすい職場作りに必要な安全衛生活動を見いだし、総合的な安全衛生管理を実施するためのチェックリスト形式の評価票を作成することを目的としている。研究期間は3年とし、初年度の平成23年度は、高齢者介護施設2施設の施設管理者と介護者に対し、アンケート調査項目と改善対策案を探るためのインタビュー調査を実施した。インタビューでは、施設管理者に対して施設の安全衛生活動、離職者・休業者数、介護者の健康状態、要介護者の状態、介護福祉機器の有無、研修会・講習会の有無などを調査した。また、介護者に対しては、安全衛生活動、作業負担、作業満足度、健康状態、介護福祉機器の利用状況、コミュニケーションの程度、要望などを調査した。平成24年度は、インタビュー結果をもとに、施設用と介護者用のアンケート調査票を作成した。施設用のアンケート調査項目は、介護者数や利用者数などの基本情報に加え、介護福祉機器数、健康診断、腰痛検診、衛生委員会、産業医、衛生管理者又は衛生推進者、介助方法や介護福祉機器に関する講習・研修の有無、試験制度、定期的な評価の有無などとした。また、介護者用のアンケート調査項目は、性別や年齢などの基本情報に加え、介護者が職場で実際に取り組んでいる安全衛生活動、移乗介助動作、入浴介助動作、腰・首肩腕の痛みの状態、事故やヒヤリ・ハット、精神的ストレスの状態などとした。調査対象は、高齢者介護施設8施設とそれらに勤務する介護者全員(404名)とした。現在、平成24年2月から平成25年4月にかけてアンケート調査を実施している。本研究は、介護労働者(介護者)の安全衛生活動と健康状態等をインタビュー及びアンケートにて調査し、安全衛生管理と介護者の腰痛や腰部負担との関連を明らかにするとともに、介護者の健康・安全に必要な安全衛生活動を見いだすことを目的とした。平成25年度は、平成25年1月3月に、高齢者介護施設とそれらに勤務する介護者全員を対象に実施したアンケート調査の結果を解析した。施設用アンケートの配布数は8部、回答数は8部、回収率は100%であった。介護者用アンケートの配布数は404部、回答数は373部、回収率は92.3%であった。介護者の解析対象は、その内の性別と年齢に記載のない6名を除いた367名(男性114名、女性253名)とした。解析の結果、全ての対象施設では、福祉用具を導入・使用し、介助方法及び福祉用具に関する講習・研修を実施し、さらには介助方法のマニュアルも作成していた。腰痛の有訴率は71.4%と高かったものの、仕事に支障をきたすほどの重篤な腰痛者は少なかった。これらのことから、本研究の対象施設は、安全衛生活動に積極的に取り組んでおり、職場改善もかなり進んでいたと考えられる。しかし、そのような施設においても、入浴介助時のリフトの不使用や無理な姿勢での作業、人力での持ち上げが、腰痛及び腰部負担と関連した。これは、入浴介助が負担の大きな作業であり、この介助では十分な腰痛予防対策が実行し難いことを示唆する。また、介助方法に関する責任者との相談・指導やマニュアルの活用が、腰痛の発生及び腰部負担と関連した。これらは、適切な介助方法を作成し、それを徹底することが、腰部負担を軽減し、腰痛の発生予防につながることを示唆する。以上のことから、介助方法に関する適切な作業標準を作成し、責任者らとともに職場改善に取り組む体制を整えて実施することが、介護者の腰痛予防対策としては重要と考えられた。

これらのインタビュー結果をもとに、施設用と介護者用のアンケート調査票を作成した。施設用のアンケート調査項目は、介護者数や利用者数などの基本情報に加え、介護福祉機器数、健康診断、腰痛検診、衛生委員会、産業医、衛生管理者又は衛生推進者、介助方法や介護福祉機器に関する講習・研修の有無、試験制度、定期的な評価の有無などとした。また、介護者用のアンケート調査項目は、性別や年齢などの基本情報に加え、介護者が職場で実際に取り組んでいる安全衛生活動、移乗介助動作、入浴介助動作、腰・首肩腕の痛みの状態、事故やヒヤリ・ハット、精神的ストレスの状態などとした。平成23年度に予定したアンケート調査は、平成24年度に実施した。これは、平成23年3月11日に発生した東日本大震災により、調査を予定していた介護施設から協力が得られなくなったことと、震災後の特別な心理・身体状態において調査を実施しても、その影響が調査に現われる可能性が考えられたためである。調査対象は、当初、介護施設約40施設と各施設約10名の介護者とする予定であったが、施設から調査協力が得られにくくなったため、介護施設8施設と各施設約50名(施設の介護職全員)の介護者に変更し、各施設の現状を詳しく調べることにした。介護者の総数は、400名と変更はない。平成24年度には、アンケート調査結果を分析し、介護者の作業負担を軽減して作業満足度を向上させる安全衛生活動を抽出し、活動実施の優先度を決め、チェックリスト形式の評価票と改善策案を作成する予定であった。しかし、震災の影響で研究計画全体がずれ込んでいるため、評価票と改善策案の提案は、平成25年度に実施することにした。当初は、35つの高齢者介護施設を対象に、アンケート調査項目と改善対策案を探るためのインタビュー調査を実施し、その結果をもとに施設用と介護者用の無記名自記式の調査票を作成して、アンケート調査を実施する予定であった。インタビュー調査は、対象施設が2施設と少なかったものの実施し、それらの結果をもとに施設用と介護者用のアンケート調査票を作成した。しかし、2011年3月11日に発生した東日本大震災により、調査を予定していた介護施設から協力が得られなくなった。また、震災後の特別な心理・身体状態の時に調査を実施しても、その影響が調査に現われる可能性が考えられた。以上のことから、アンケート調査の実施は、次年度に延期することにした。最終年度となる平成25年度は、4月にアンケート調査が終了するため、早急にデータを解析し、作業負担を軽減して作業満足度を向上させるのに効果的な安全衛生活動を抽出し、活動実施の優先度を決める。この優先度は、職場改善に有効な安全衛生活動ほど高く設定する。例えば、安全衛生に関する研修会や講習会に参加している者ほど負担が少なく、満足度の高い作業を行っていれば、その研修会・講習会は優先度の高い安全衛生活動とする。これらの過程をもとに、安全衛生管理を実施するためのチェックリスト形式の評価票と改善策案を作成する。さらに、作成した評価票と改善策案を検証するために、安全衛生活動の不十分な施設を選定し、介入研究を実施する。本来このような効果の検証には、非介入群と介入群を設定して比較検討する必要があるが、今回は便宜的に介入群だけとする。
ヒト・ゲノムの機能的ドメイン構成の解析ならびにFISHの技術開発

ヒト・ゲノム上に存在する何万もの遺伝子は、ゲノム上で均一に配置されているのではなく、それぞれの機能に応じてクラスターを形成するなど、機能的ドメインを形成し制御を受けていることは明らかである。本研究では、ゲノム全体をDNA複製やダイナミックなゲノムの伸縮構造に基づく機能的、構造的ドメインによる構成体として捉え、これらのドメイン構成を明らかにするとともに、細胞核内のゲノムの配置や挙動を解析することにより、ゲノムの構成を総合的に理解し、ゲノムの機能研究として、生命現象の基盤である遺伝子の精妙な機能発現の理解に資することを目標とした。まず、DNA複製前の核内のゲノムのパッケージング状態を、halo核標本に対してFISHを行うことにより解析し、インプリント遺伝子SNRPNでは発現している父親由来アレルがコンパクトにパッケージングされていることを示した。また、イントロンプローブやゲノムクローンをプローブとして核内RNAの検出を試み、インプリント遺伝子の単一アレルでの発現を確認した。この方法により、非同調的複製パターンを示すDiGeorge領域のクローンを検討したところ、biallelicに発現していることを確認した。さらに、複製鎖の蛍光検出と特定ゲノムに対するファイバーFISH法を組み合わせることで、複製部位を個々の細胞で確認する方法を開発した。本年度は特に、複製鎖やFISHが安定なシグナルを与える方法の改良を行い、両者の同時検出にも成功した。また、セントロメアへテロクロマチン領域の低アセチル化状態の維持機構として、別の場所で脱アセチル化されたヒストンが、セントロメア領域に輸送されるという機構が存在する可能性を提示した。さらに、各種遺伝子、トランスジーンのマッピング、ゲノムの整列化を行った。
消化器疾患におけるケモカインの役割

免疫疾患の多くはTh1/Th2バランスにより規定されるが、実際に生体内のどの部位でどのようにTh1/Th2分化が進行するのかは明らかにされていない。マウスPropioni bacterium acnes (P. acnes)誘発Th1型肉芽腫形成性肝疾患モデルを用い、樹状細胞(Dendritic cell ; DC)の産生するケモカインが、肉芽形成Th1細胞の樹立過程にどのような役割を演じているか解析した。P. acnes投与2日目の肝リンパ節DCはCCL22/MDC及びCXCL10/IP-10を発現し、Th1未分化のメモリーT細胞に遊走活性を示したが、7日目にはIP-10を優位に産生し、よりTh1に分化した細胞とクラスターを形成していた。抗IP-10中和抗体投与により、肝リンパ節のDC-Th1細胞のクラスターが消失する一方、肝肉芽局所に増殖能・IFN-γ産生能を有するメモリーT細胞が著明に増加しており、肝障害自体の悪化を伴っていた。以上の結果より、炎症時肝内を遊走後肝リンパ節に移行したDCはT細胞とクラスターを形成するが、このクラスター内で徐々にTh1細胞が増加してくる事、ならびに、最終的な肉芽形成に関わるTh1細胞は、肝リンパ節で活性化されたメモリーT細胞が全身再循環により肉芽局所に選択的に遊走してきた細胞であり、しかもこれらのTh1細胞は肉芽内でさらなる増幅を示す事が示唆され、このようなT細胞の動態はDC由来のIP-10により調節されていると考えられた。
アレルギー性鼻炎の免疫療法における好塩基球を介した新しい作用機序の研究

これまでの検討結果から、三重大学医学部耳鼻咽喉科外来で免疫療法(減感作療法)を行ったアレルギー性鼻炎患者を対象としたヒスタミン遊離試験で、ヒスタミン遊離率の抑制が効果判定に有効な検査方法であることを示した。好塩基球からのヒスタミン遊離は、従来から考えられているリンパ球を介した免疫誘導や、IgGによる遮断抗体による免疫誘導による機序とは全く異なる機序が考えられる。この結果はこれまで考えられているTリンパ球を中心とした機序とは異なる展開が考えられる。しかも、ヒスタミン遊離試験は本邦では保健適応のある検査法として末梢血で検討可能である。このことは、患者負担も軽く、広く臨床応用可能な方法である。平成17年度は、これまでの検討患者の追跡を行い、免疫療法が良好な臨床経過を維持していることを証明した。スギ花粉が大量飛散した平成17年春の症状について、免疫療法を行った患者と初期治療をおこなった患者で無記名のアンケート調査をおこなったところ、治療の満足度は免疫療法群で有意に高かった。その臨床効果はスギ花粉飛散期の即時相症状に有意によい結果であったが、ヒノキ花粉飛散期には有意でなかった。さらに、スギ花粉の大量飛散年、中等度飛散年、少量飛散年で免疫療法と薬物治療の医療経済を比較しても免疫療法の医療経済効果は高かった。即ち、免疫療法は臨床効果と医療経済上も有益な治療法であり、その効果の機序及び判定にヒスタミン遊離試験が有用であると考えられる。三重大学医学部耳鼻咽喉科外来に通院するアレルギー性鼻炎患者で免疫療法(減感作療法)を行った患者を対象に、ヒスタミン遊離試験を行い、好塩基球からの抗原誘発によるヒスタミン遊離率を検討した。本研究にあたり外来患者からのヒスタミン遊離試験の倫理性につき三重大学医学部倫理委員会にて審議され承認を得た(承認番号367)。スギ花粉症患者では、免疫療法開始前と治療開始6ヶ月後のヒスタミン遊離率を検討した。その結果、治療を行って6ヶ月後には全例で抗原誘発によるヒスタミン遊離率が低下していた。過去の検討で、スギ花粉症患者のヒスタミン遊離率は測定時期により変動が少ないことを確認しており、治療6ヶ月後のヒスタミン遊離率低下は、免疫療法により誘導されていると考えられる。免疫療法は治療開始後1年以上してからさらに効果が現れるため、本研究結果から今後のヒスタミン遊離率がどのように変化するかを検討する。さらには治療効果との相関を検討し、免疫療法において好塩基球がどのように関与するか検討可能かと考えられた。本研究は本年が初年度であり、次年度以降の検討が期待される。2004年春のスギ花粉飛散数を測定した。三重大学医学部内に設置したダーラム型花粉収集器で1月1日からのスギ花粉飛散数を連日測定した(測定継続中)。3月25日現在に飛散数は232個/平方センチで、平年の1/10の飛散数となった。従って、患者の症状も軽微な例が多く、本年のデータは検討の対象にふさわしくないと判断した。次年度は大量飛散も考えられ、次年度の検討で結論を出したい。三重大学医学部耳鼻咽喉科外来に通院するアレルギー性鼻炎患者で免疫療法(減感作療法)を行った患者を対象に、ヒスタミン遊離試験を行い、好塩基球からの抗原誘発によるヒスタミン遊離率を検討した.本研究にあたり外来患者からのヒスタミン遊離試験の倫理性につき三重大学医学部倫理委員会にて審議され承認を得た(承認番号367)。スギ花粉症患者で免疫療法開始前と治療開始6ヶ月後のヒスタミン遊離率を検討した結果では、治療によりヒスタミン遊離率の抑制が全例で認められている。この結果をもとに2シーズンにわたる花粉飛散期の症状とヒスタミン遊離率を検討すると興味深い結果を得た.

アレルギー性鼻炎の即時相反応であるくしゃみの回数とヒスタミン遊離率抑制には強い相関関係があり、免疫療法の著効例で強く抑制された。ヒスタミン遊離率はスギ花粉抗原誘発による反応を抑制したばかりでなく、非特異的反応である抗lgE抗体によっても抑制された。このことは、抗原抗体反応を抑制したものではなく、好塩基球自体の抗アレルギー反応の抑制をしめし、細胞膜の安定性も考えられる。免疫療法のバイオマーカーは存在せず、その手法は急務な課題であり、本法は外来レベルで手軽に利用できる有用な方法と判断した。2004年及び2005年春のスギ花粉飛散数を測定した。三重大学医学部内に設置したダーラム型花粉収集器で1月1日からのスギ花粉飛散数を連日測定した(測定継続中)。2004年は少量飛散であるため症状に乏しく、検討し難い年であったが、2005年は大量飛散している。2005年の検討は飛散形態から3月から4月の検討となり、この結果は継続して次年に報告する。これまでの検討結果から、三重大学医学部耳鼻咽喉科外来で免疫療法(減感作療法)を行ったアレルギー性鼻炎患者を対象としたヒスタミン遊離試験で、ヒスタミン遊離率の抑制が効果判定に有効な検査方法であることを示した。好塩基球からのヒスタミン遊離は、従来から考えられているリンパ球を介した免疫誘導や、IgGによる遮断抗体による免疫誘導による機序とは全く異なる機序が考えられる。この結果はこれまで考えられているTリンパ球を中心とした機序とは異なる展開が考えられる。しかも、ヒスタミン遊離試験は本邦では保健適応のある検査法として末梢血で検討可能である。このことは、患者負担も軽く、広く臨床応用可能な方法である。平成17年度は、これまでの検討患者の追跡を行い、免疫療法が良好な臨床経過を維持していることを証明した。スギ花粉が大量飛散した平成17年春の症状について、免疫療法を行った患者と初期治療をおこなった患者で無記名のアンケート調査をおこなったところ、治療の満足度は免疫療法群で有意に高かった。その臨床効果はスギ花粉飛散期の即時相症状に有意によい結果であったが、ヒノキ花粉飛散期には有意でなかった。さらに、スギ花粉の大量飛散年、中等度飛散年、少量飛散年で免疫療法と薬物治療の医療経済を比較しても免疫療法の医療経済効果は高かった。即ち、免疫療法は臨床効果と医療経済上も有益な治療法であり、その効果の機序及び判定にヒスタミン遊離試験が有用であると考えられる。
電荷移動DA鎖への不活性種ドープによる磁気・電子物性制御

「N-I転移を示すDA化合物に、反磁性且つ電子移動不活性である種WをDの代わりにドープした[D1-xPxA]の組成を持つ化合物では、W・・・W間のドメインはWの量に関わらず混合原子価状態をとるため、電子・磁気相関が増大する」、という、今までにない全く新しい現象を予想し、paddlewheel型[Ru2]錯体とTCNQとのイオン性一次元鎖に不活性種である[Rh2]をドープすることで実験的に証明した。本研究の目的は、「N-I転移を示すDA化合物に、反磁性且つ電子移動不活性である種W (= wedge)をDの代わりにドープした[D1-xWxA]の組成を持つ化合物では、W間のドメインはWの量に関わらず混合原子価状態をとるため、電子・磁気相関が増大する」という、今までにない全く新しい現象を実験的に証明し、磁気秩序と電気伝導性や誘電性を制御する新しい方法論として確立することである。そのため、ターゲット化合物として、1)イオン性DA鎖、2)N-I転移DA鎖、の2種の化合物を設定した。1)のイオン性DA鎖は、[Ru2]-TCNQ系で初めて単離されたフェリ磁性鎖であるが、このイオン性DA鎖に酸化還元不活性の[Rh2II,II]を合成時に混合ドープすることにより、[(Ru2)1-x(Rh2)xTCNQ]という一次元鎖をドープ量xを変えて同構造で合成することに成功した。我々の予想では、これらの化合物は、[Rh2]種で挟まれたドメイン内には、中性TCNQとアニオンTCNQが必ず1セット存在し、ドメイン内を自由に移動していることになる。もし、[Rh2]種を介して隣接のドメインと電子移動が可能であるなら、酸化還元不活性種であっても、ドープ量の増大に依存して導電性が増すはずである(キャリアーが増えるため)。実際に、酸化還元不活性の[Rh2]をドーピングした化合物について交流インピーダンス法及び直流伝導度測定法で確認したところ、予想通り、ドープ量xが増大するにつれ、抵抗が小さくなる現象が確認された。この結果は、アメリカ化学会誌JACSに報告した。本研究の目的は、「「N-I転移を示すDA化合物に、反磁性且つ電子移動不活性である種W (= wedge)をDの代わりにドープした[D1-xWxA]の組成を持つ化合物では、W-W間のドメインはWの量に関わらず混合原子価状態をとるため、電子・磁気相関が増大する」という、今までにない全く新しい現象を実験的に証明し、磁気秩序と電気伝導性や誘電性を制御する新しい方法論として確立すること」であり、H25年度で既に候補となる一次元鎖化合物群を見出し、ドープ量に比例したその電気伝導性の向上について報告した。H26年度では、さらに全く新しい仮説を打ち立て、その仮説を証明する物質群の開発を行った。その仮説は、「上記酸化還元不活性種がドープされたイオン性一次元鎖について、電子がWを越えることができない低温領域では、W間の電気双極子モーメントの交換は、誘電応答として感知できる」というものである。このような混合原子価の電気双極子モーメントの交換を使うことができれば、全く新しい強誘電材料やマルチフェロイック材料の開発に繋がると考えられる。そこで、イオン性一次元化合物である、[Ru2(2-MeO-4-ClPhCO2)4(BTDA-TCNQ)]2.5benzene (2-MeO-4-ClPhCO2-; = 2-methoxy-4-chlorobenzoate; BTDA-TCNQ = bis(1,2,5-thiadizolo)tetracyanoquinodimethane)に、[Rh2II,II]がドープされた化合物、二次元層状D2A型混合原子価化合物などを合成した。その結果、いくつかの候補となる物質群を得ることに成功し、今後誘電応答測定へと繋げる予定である。化学「N-I転移を示すDA化合物に、反磁性且つ電子移動不活性である種W (= wedge)をDの代わりにドープした[D1-xWxA]の組成を持つ化合物では、W間のドメインはWの量に関わらず混合原子価状態をとるため、電子・磁気相関が増大する」という全く新しい物質を(予想通り)見出すことに成功した。これは、電荷移動型の系で同様に考えることができるため、極めて面白い現象であると同時に、ドープ物質の軌道エネルギーレベルを変化できれば、より伝導性を増すことができる。当初の計画通りであるが、1年目でより新しい知見を得ることができ、次年度に繋がるという意味で計画以上に進展していると考えている。2)のN-I転移化合物へのドーピングは、ドナー種へのドーピングとアクセプター種へのドーピングの2つの方法によって行っており、両者とも、N-I転移の温度をドープ量に応じて変化させることに成功している。

この結果は磁性の変化として捉えることに成功しているが、しかし、残念ながら、ターゲット化合物が不安定であったため、単結晶の電気測定が行えていない。本系は常磁性からフェリ磁性スピン秩序へのスピン状態変化を伴うため、N-I転移を電気的な変化として捉えることができれば、磁場を外場として使用できるため、極めて面白い。今後は、安定なN-I転移化合物を得るため、鎖間挿入分子を変えるなどの分子設計を行う。今年度の研究を効率的に推進したことに伴い、未使用額が生じた。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成26年度請求額と合わせ、平成26年度の研究遂行に使用する予定である。
類鼻疽菌の宿主細胞感染に関与する宿主分子の同定と解析

類鼻疽菌は、東南アジアやオーストラリア北部などの熱帯・亜熱帯地域で類鼻疽と呼ばれる感染症を引き起こすグラム陰性桿菌である。類鼻疽菌はIII型分泌装置を有しているが、感染症発症のメカニズムは不明である。本研究では、類鼻疽菌のIII型分泌装置により分泌される分子が会合する宿主分子を、酵母ツーハイブリッド法を用いて明らかにし、その感染成立、毒性発揮のメカニズムを解明することを目的とし解析した。類鼻疽菌のいくつかのIII型分泌装置に関わる遺伝子をベイトとして酵母ツーハイブリッドを行った。その結果、BopAをベイトとしたスクリーニングで、integrin-linked kinase(ILK)遺伝子を単離した。293細胞を用いた免疫沈降法の解析から、BopAとILKが宿主細胞内で会合することを確認した。また、両分子の種々の変異体を用いた解析から、ILKのキナーゼドメイン(193-452アミノ酸)とBopAのRho GTPase inactivation domain(RID)ドメインのC末端(300-326アミノ酸)が会合に必要なことが明らかになった。ILKはfocal adhesion(接着班)や細胞接着に深く関与していることが知られているので、HeLa細胞にBopAを発現させ、BopAの細胞内局在、細胞接着への影響を解析した。BopAを発現したHeLa細胞は、細胞蒔種後4時間までの培養皿への接着が有意に遅れていた。しかしながら、20時間後には、細胞はほぼ正常に接着していた。また、BopAは20時間後にはpaxilinやvinculinなどの接着班関連分子との共局在も見られなかった。この結果から、BopAは、接着班や細胞接着などのILKに関与した機能には、あまり関与していないことが示唆された。類鼻疽菌は、特に熱帯地方などで類鼻疽と呼ばれる感染症を引き起こす細菌で、ヒトばかりでなく牛、馬、羊、山羊、豚などの家畜にも感染する。感染した家畜は現在治療法がなく、屠殺することになっている。類鼻疽菌は、サルモネラ菌のようにIII型分泌装置を用い、宿主細胞に侵入し増殖するが、宿主因子とどのように相互作用し、細胞内に侵入し、増殖していくかは、全く理解されていない。類鼻疽菌の宿主細胞との相互作用の解明は、類鼻疽感染症に対するワクチンの開発の上でも、大いに役立つことが考えられる。そこで、類鼻疽菌由来の分子が、いかなる宿主細胞分子と会合するかを、酵母two-hybridシステムを用いて、解析した。類鼻疽菌由来の分子で、貪食胞からのエスケープに関与することが示唆されているBPSS1539,細胞質内にエスケープ後細胞質内の移動に関与することが示唆されているBPSL1528,BPSS1488をコードするcDNAをまず、類鼻疽菌からPCR法により単離した。これらcDNAプロダクトをベイトにし、ヒトの骨髄cDNAライブラリーを用いて、酵母two hybrid screeningを行った。各スクリーニングでの陽性クローンを単離し、cDNAを精製後、その塩基配列を決定した。まだ、酵母two hybrid screeningは1回ずつしか行っておらず、現在さらにスクリーニングを繰り返し、複数の候補分子を単離しようとしている。また、その宿主側候補分子と類鼻疽菌由来分子との相互作用を免疫沈降法で確認しようとしている。
マイクロ波と放射線の子宮内複合被曝の大脳発達に及ぼす影響の実験的研究

目的:発生・発育過程の胎仔大脳は放射線とならんで温熱に対しても障害感受性が高いため、発熱効果を示すマイクロ波と放射線が複合して作用した場合、単独では明瞭な障害効果を現さぬ低電力、低線量であっても、大脳発達に非可逆的障害をもたらす可能性がある。この検索の第一段階として本年度は、大脳皮質の発生異常の最高感受時に高出力マイクロ波を単独にマウス胎仔に急照射し、未分化神経細胞の急性致死の頻度を指標として、高温浴処理の効果と比較した。方法:マイクロ波:妊娠13日のICRマウスの腹部にマイクロ波(2.45GHz、出力150W、SAR 480mW/g)をON15秒、OFF15秒の反復照射を行い、処理時間は15分、20分の2条件とした。高温処理:妊娠13日のICRマウスの胸腹部を水温42°Cの恒温水槽に15分間浸した。高温浴負荷の予備実験で胎仔大脳外套における核濃縮像の頻度のピークが処理後9時間にみられたので、両実験群ともに処理後9時間に母獣より胎仔を採取し、大脳外套脳室帯細胞1500個以上について核濃縮像の頻度を光顕にてしらべた。結果:処理中および終了後9時間までの母体の直腸温をモニターした。マイクロ波照射群では、照射中はマイクロ波によるノイズが大きいためON直前(OFF後15秒)の体温をプロットして上昇カブを得た。反復照射による直腸温上昇は略直線的で、高温浴と同様に15分後に43°Cに達した。処理後9時間の観察では、マイクロ波照射群では胎仔死亡率が高く(15分処理32%、20分処理34%)、生存胎仔大脳の核濃縮像頻度は、15分処理1.7%、20分処理3.1%であった。高温処理ではマイクロ波照射にくらべ胎仔死亡率は低く(14%)核濃縮像の頻度が高かった(3.5%)。今後はマイクロ波による胎仔死亡率をこれまでより低くする照射条件を設定し、生存胎仔の脳への影響をしらべる予定である。
生体への磁場影響に関する基礎的研究

本研究では、生体へ及ぼす磁場の作用機構を明らかにし、磁場による生体系の水や溶存酸素の磁気処理、生科学反応の制御、および、神経の局所的磁気刺激により神経情報処理機構を解明するという、磁場の新しい利用の可能性を見いだすことを目的とした。本研究ではまず、分子レベルでの磁場効果として、モーゼ効果で観測されるような磁気力による生体関連物質のふるまいについて研究を行った。酸素分子を含む生体反応系では、磁気力による酸素濃度もしくは酸素輸送過程の変化が観測された。一方、均一磁場の生体物質影響に関しては、血液凝固第1因子フィブリノーゲンの凝固能測定の一手法として、磁場配向したフィブリンの光学的異方性測定法を検討した。また、活性酸素系酵素として、SOD(super oxide dismutase)、ペルオキシダーゼ、およびキサンチノキシダーゼ等の酸化還元酵素の活性測定を14Tまでの強磁場下で行ったが磁場効果は見られなかった。近赤外分光測定により14T磁場中での水や糖類水溶液のスペクトルをリアルタイムで測定した。生物個体、あるいは細胞レベルでの磁場効果として、パルス変動磁場、定常磁場を用いた研究を遂行した。生体磁気刺激に関しては、ガン細胞、正常細胞、および大腸菌を34mT、50Hzの極低周波変動磁場で刺激し、熱チョック蛋白質等の発現などを調べた結果、顕著な影響は認められなかった。ヒト脳神経磁気刺激の機構解明のため、不均一容積導体モデルを用いて誘導電場の計算機シミュレーションを行い、神経周囲の電気伝導度の相違による磁気刺激効果について新たな知見を得た。生物発生に対する14Tの磁場効果を検討したが、対照群との間に顕著な差異は見られなかった。微小循環系における血流に及ぼす強磁場影響に関し、8T正常磁場曝露後に10%以上の血管拡張現象を見いだした。本研究は、生体へ及ぼす磁場の作用機構に関して、磁場による生体系の水や溶存酸素の磁気処理、燃焼や化学反応、生化学反応の制御、および脳の局所的磁気刺激による脳の情報処理機構解明など、磁場の新しい利用の可能性を見いだすことを目的としている。パルス磁場発生装置と超伝導マグネットを用いた実験等により、以下のような成果を得ることができた。まず、パルス磁場による生体磁気刺激法の開発に関して、三角波磁場による連続磁気刺激時の神経興奮の閾値の変化、不応期に着目し神経興奮過程について計算機シニュレーションを行った。その結果、単一線維を神経興奮モデルとして用いたが、8字コイルを用いた連続磁気刺激に対する神経興奮の本質的なメカニズムに関して解析を行うことができた。これにより、生理学的に知られている前置刺激による神経興奮の閾値の変化、刺激強度に対する興奮時間間隔の変化、絶対不応期を確認することができた。また、末梢神経の磁気刺激に関して、8字コイルを用いた肘における正中神経、尺骨神経を例にとり、コイルの向きとM波の振幅の関係を分析した。その結果、コイルの向きによってM波の振幅が異なることが明らかにできた。血栓線維素溶解過程に対する静磁場効果を調べた結果、血栓溶解速度が磁場勾配の大きさと磁場勾配の方向に顕著に影響されることを明らかにできた。また、用いた8テスラ程度の強磁場が血栓溶解系の酵素に無害であることも示した。溶存酸素の濃度分布に対する磁場の影響に関して、濃度分布の時間変化特性を明らかにするとともに、計算機シニュレーションによる溶存酸素クラスタの大きさの推定を行った。さらに、酸素を発生する酵素反応として、カタラーゼによる過酸化水素分解反応を取り上げて8テスラの強磁場下での実験を行った結果、反応溶液からの酸素の脱着が磁場影響を受け、過酸化水素分解反応が抑制されることを見い出した。

本研究では、動物の循環系などへの生物物理化学的な磁場効果とその機構解明を行うことで、生体系における物質への磁場の影響を検討し、また、卵の分裂過程、生体システムに与える強磁場の効果を調べることを目的とした。1)生体系の溶存酸素、酵素反応への磁場効果本研究では、酸素が関与する生体内反応について検討を行った。酵素を発生する酵素反応系としてカタラーゼ(Catalase)による過酸化水素の分解反応に着目して強磁場影響の有無を調べた。8T磁場にてカタラーゼによる過酸化水素の分解反応を行わせた結果、磁場に曝さない対照群に比較して8T磁場曝露群の過酸化水素の分解が抑制された。しかし、反応溶液に窒素ガスを吹き込んだ場合、磁場効果は消滅した。過酸化水素の分解によって発生した酵素が反応溶液中から気相へ出ていくまでの過程が磁場によって抑制されたと考えられる。2)微小循環系における血流に及ぼす強磁場影響微小循環系における血流に及ぼす強磁場影響を調べるため、in vivo微小循環を観察できるラット透明窓法を用いて生体顕微鏡ビデオシステムによる微小循環の観察を行った。8T定常磁場内で実験動物を静磁場に曝露し、その前後の微小循環血管系を計測した。8T定常磁場暴露前10分間の血管径をコントロール径とした場合、14例中9例において磁場暴露後に10%以上の血管拡張が見られた。3)動物(ツメガエル)の初期発生過程における卵の分裂過程への磁場効果受精直後の卵に対する磁場の影響を調べるのを目的とし、ツメガエル受精卵を8Tおよび14Tの強磁場中で第1卵割以前から飼育し、その後の初期発生過程を観察した。その結果、受精卵は正常な細胞質の再配列と卵割過程を経てオタマジャクシにふ化し、コントロールとの顕著な差異は認められなかった。本研究では、生体へ及ぼす磁場の作用機構を明らかにし、磁場による生体系の水や溶存酸素の磁気処理、生化学反応の制御、および、神経の局所的磁気刺激により神経情報処理機構を解明するという、磁場の新しい利用の可能性を見いだすことを目的とした。まず、常磁性である溶存酸素の磁場中でのふるまいに着目し、ヘモグロビンの可視吸光スペクトルに対する強磁場影響の有無を調べた。大気中の酸素が赤血球サスペンションに溶解する量が、14T磁場下において顕著に増加する結果を得た。また、磁場中分光システムにより、フィブリン凝固および溶解過程を14T磁場下にて測定した結果、磁場配向したフィブリン線維の凝固速度・溶解速度が配向しない場合よりも上昇する結果を得た。また、活性酸素系酵素として、SOD、ペルオキシダーゼ、およびキサンチンオキシダーゼ等の酵素活性測定を14Tまでの強磁場下で行ったが磁場効果は見られなかった。さらに、蛍の生物発光に関与するルシフェリン-ルシフェラーゼ酵素反応系に対する最大14T磁場効果を調べ、磁場による発光強度の低下などを観測した。さらに、ラット等の実験動物の皮膚温度が最大8T磁場下にて顕著に減少し、磁場曝露後に体温が初期レベルまで回復する現象を明らかにした。生体磁気刺激に関しては、ガン細胞、正常細胞、および大腸菌を50Hz、1Tの低周波変動磁場で刺激し、熱ショック蛋白質等の発現などを調べた結果、顕著な影響は認められなかった。ヒト
昭和一桁世代引退期の抜本的構造改革の方法

水田農業地帯を主たる対象として調査分析したが,昭和1桁世代は,21世紀に突入するまでは,稲作の主たる担い手として働く意欲があり,特に集落の管理機能の担い手,まとめ役として不可欠の存在であることが明らかになった。現在,米価は生産農家手取りで自主流通米であれば1俵2万円である。これが21世紀初頭までに1万円まで下落するかどうかが,深刻な問題である。徹底した土地基盤整備,団地化した水田でオペレーター1人当たり20ha以上の生産規模でなければ,10a当たり2万円の小作料を支払いながら,オペレーターに対して1日当たり3万2千円の労働報酬を確保することができない。このような収益性の高い経営体として,平坦農村地帯では,(1)大規模個別経営体,(2)企業的組織経営体を中心に育成が進んでいる。しかし中山間地帯および過度に安定兼業化が進んだ大都市近郊地帯では,(3)集落ぐるみ営農組合でもって安定兼業従事のオペレーターでもって運営していく傾向が強い,しかし過疎山村地帯やオペレーター成り手のない大都市近郊地帯では,(4)農協主導型・直営型の組織経営体,(5)第三セクター・農業公社が水田農業の担い手として登場している。どの場合も(6)地域ぐるみ営農システムを形成して高齢者の生きがい農業,非農家のうるおい農業の存続を図ることが必要である。
実時間咬合接触診断システムの開発および咬合面形状の自動設計

平成19年度には,平成18年度に開発した実時間咬合接触表示システムを用いた機能的咬合面形状の生成とモーフィングを用いた歯牙形状の自動生成システムの開発をおこなった.従来の歯科医学用CAD/CAMシステムでは,補綴の対象となるデジタル歯牙モデルの変形はオペレータのマウス操作などにより単純な拡大・縮小や比率の変更などで主観的におこなわれている.本研究で開発した咬合面形状の自動生成システムでは,標準的な歯牙の形状をコンピュータグラフィックの造形手法として用いられているモーフィングを用いて変形することで,歯牙形状生成の自動化を図った.モーフィングを用いた歯牙形状の変形では,変形の制御点を歯牙のデジタルモデルの咬頭,中心窩,豊隆部,および,隣在歯との接触部においた.咬頭,中心窩,豊隆部の制御点を,それぞれ歯列の咬頭頂,中心窩,舌側・頬側を結ぶ曲線上に移動し,隣在歯との接触部の制御点を隣在歯が干渉しない位置に移動することで,デジタル歯牙モデルの自動変形を実現した.また,自動変形により生成したデジタル歯牙モデルに機能的な咬合面を付与するために,実時間咬合接触表示システムを用いて対合歯列の機能的咬合面を生成し,ブーリアン演算によってデジタル歯列モデルの早期接触部位を除去した.機能的咬合面は著者らが咬頭嵌合位として決定した位置から下顎を動かした際の咬合面の軌跡として得た.下顎の動作範囲は,実時間咬合接触表示システムに一般的な平均値咬合器がもたらす拘束を与えることで得た.平成18年度には,1台の操作用マスタと4台の計算用グリッド・コンピュータを接続した実時間咬合接触表示システムを開発した.咬合の解析に対して十分な解像度を持つデジタル歯列モデルの要素数は数十万にも上るため,上下顎のデジタル歯列モデル間の干渉検出に必要な計算は膨大な量になる.本システムでは,デジタル歯列モデルを構成する各ポリゴンの接点データを平面に射影し,デジタル歯列モデルのデータをZ-mapとして取り扱うことで大幅に計算量を減少させた.さらに,必要な計算を複数台のグリッド・コンピュータに分散することで,人が下顎の動きを手で操作しながら,上下顎の干渉箇所をリアルタイムに表示するシステムを構築した.本システムでは,通信プロトコルにTCPを用いた.通常,遠隔ロボットシステムなどではUDPが用いられることが多いが,本システムではデータの欠落や順序の入れ替わりが許されないため,データの保証をOSのカーネルランドで請け負うTCPを選択した.また,今回システムに用意した計算用グリッド・コンピュータ群は,4台すべて同種の構成にした.そのため,各グリッド・コンピュータの処理速度は一定であると仮定し,処理速度に応じたタスク割り振りなどは考慮しなかった.本システムを運用するに当たり,患者の歯列形状のデジタルモデル化手法も今後検討が必要であることがわかった.接触式の3次元形状計測装置では,計測に長い時間がかかるだけではなく,プローブ径(通常φ0.5mmが限界)よりも細かな形状特徴を計測できない.また,レーザ光を照射する非接触形状計測装置では,ダブルピークや表面性状に依存する誤差が無視できない程度であることがわかった.そこで,19年度には歯列形状のデジタルモデル手法の確立も課題として取り組む必要があることを確認した.平成19年度には,平成18年度に開発した実時間咬合接触表示システムを用いた機能的咬合面形状の生成とモーフィングを用いた歯牙形状の自動生成システムの開発をおこなった.従来の歯科医学用CAD/CAMシステムでは,補綴の対象となるデジタル歯牙モデルの変形はオペレータのマウス操作などにより単純な拡大・縮小や比率の変更などで主観的におこなわれている.本研究で開発した咬合面形状の自動生成システムでは,標準的な歯牙の形状をコンピュータグラフィックの造形手法として用いられているモーフィングを用いて変形することで,歯牙形状生成の自動化を図った.モーフィングを用いた歯牙形状の変形では,変形の制御点を歯牙のデジタルモデルの咬頭,中心窩,豊隆部,および,隣在歯との接触部においた.咬頭,中心窩,豊隆部の制御点を,それぞれ歯列の咬頭頂,中心窩,舌側・頬側を結ぶ曲線上に移動し,隣在歯との接触部の制御点を隣在歯が干渉しない位置に移動することで,デジタル歯牙モデルの自動変形を実現した.また,自動変形により生成したデジタル歯牙モデルに機能的な咬合面を付与するために,実時間咬合接触表示システムを用いて対合歯列の機能的咬合面を生成し,ブーリアン演算によってデジタル歯列モデルの早期接触部位を除去した.機能的咬合面は著者らが咬頭嵌合位として決定した位置から下顎を動かした際の咬合面の軌跡として得た.下顎の動作範囲は,実時間咬合接触表示システムに一般的な平均値咬合器がもたらす拘束を与えることで得た.
情報モラルと情報関連著作権サーバの開発と運用

インターネットは社会的に大きな課題を与えることになり、私達が知らない間に情報通信ネットワーク犯罪に巻き込まれることにもなりかねない状況となっている。しかし、インターネットがあまりにも急速に進展したために、(1)法的にどのようなことが許されているのか、あるいは、(2)法的に許されても、どのようなことが他人に迷惑を掛ける恐れがあるのか、(3)より好ましいインターネットを利用するマナーとはどのようなことか、等について私達は習得していない。そこで、本研究では、情報通信ネットワーク社会で必要となる情報モラルと、情報に関連する著作権に関する学習サーバを構築することを目的として、今年度は、学校教育に関連する著作権について学習する教材を作成する計画であった。しかし、本年度新設された基盤研究(S)に申請した研究課題が採択されたため、わずかの期間で本研究は中止することになった。したがって、本研究の成果は、情報モラル教育教材の在り方と情報化に関連した著作権に関する種々のケースの調査について検討を開始した段階までを行い終了した。そのため、本研究における今年度の研究目標を十分に達成するまでには至らなかった。本研究では、情報通信ネットワーク社会で必要となる情報モラルと情報に関連する著作権に関する学習サーバを構築すると共に、運用を通して改善を図っていくことを目的としている。本年度は、以下の成果を得た。1.情報モラル教育に関するWebページの調査インターネット上で情報モラル教育について調査した結果、次のような現状が分かった。(1)情報モラルを扱うページは多く関心は高い、(2)保護者向けの子供を守るための対策を示しているページが多い、(3)子供向けページは少ない、(4)情報モラル学習を行える教材は見当たらない。2.情報モラル教材の開発開発した情報モラル教材は、個人情報の保護、著作権、メールエチケットの3項目からなり、次のような特徴を有する。(1)子供たちがインターネットを利用する際に経験すると予想される具体的な事例を疑似体験しながら学習できる、(2)子供たちに分かりやすい言葉使いや絵が用いられている、(3)課題に対する選択肢を用意し、子供たちが考えながら学習できる、(4)インターネットに公開可能な教材である。3.インターネット情報発信における個人情報検出ソフトの開発Webページや電子メールに含まれる個人ん情報を自動的に検出して、情報発信者に確認させると共に、その内容の再編集を促すシステムを開発した。本システムにおける個人情報検出方法は、個人情報をあらかじめ登録しておく「登録型」と個人情報と思われる文字列を検出する「パターン型」がある。本システムにより、先生や生徒がインターネット上に発信する情報に、個人情報が含まれているかどうかを用意に検出することができる。
高精度CPT検証のための反水素原子を使ったレーザー分光実験

2002年に大量生成が可能となった反水素原子であるがその後の研究で当初の予想に反してその取り扱いが難しいことが分かりつつある。その解決策として2005年CERN研究所(スイス)の反陽子減速器(AD)にて反水素原子の「閉じ込め」を目指す新しい実験プロジェクトが立ち上げられた。反水素原子を一旦安定に閉じ込めれば多くの応用実験が可能となる。反水素原生成装置に八重局磁石を組み合わせ、八重局磁石が形成する磁場の勾配と原子の磁気モーメントとの相互作用を利用して反水素原子の閉じ込めを試みる。特別研究員は閉じ込め実験の核の1つとなる装置の制御システムの開発を昨年度に引き続き行った。ハード面ではコンピュータと親和性が良くまた高い拡張性を維持しながらコンパクトにまとめることのできるPXIと呼ばれる最新規格の機器を採用、リアルタイムOSを搭載した組み込み式コンピュータとコンピュータ言語LabVIEWで構築されたソフトウェアとでPXI規格のFPGAを操作する。FPGAが処理する50ナノ秒の精度の時間分解能を持ったデジタル信号を各装置の同期に使用することで柔軟かつ時間に精密なシステム制御が可能となる。このシステムで反水素の部品である荷電粒子の数千段からなる制御パターンを、マイクロ秒の精度で数時間に渡って安定提供することに成功した。2006年ADの稼働時期にはこれら新規装置を用いて実験を開始し重要な成果を挙げることが出来た。近年中性原子の閉じ込め用の八重局磁石の磁場の荷電粒子閉じ込め用の磁場への干渉を理由に上記閉じ込め手法自体に疑問を呈する論文が発表されていたが、八重局磁石の磁場下でも反粒子の長時間の閉じ込めに成功しこの問題を払拭した。特別研究員は特に開発した制御システムを駆使して様々な荷電粒子の取り扱いを実現し、反水素原子閉じ込めに向けた最初の一歩に貢献した。2002年スイス・ジュネーブのCERN研究所にて初めて冷たい反水素原子の大量生成が報告された。これによって初めて反水素原子を使っての本格的な反物質研究の開拓が可能となった。本研究の最終目標はこの反水素原子の内部構造をレーザー装置によってみる(「分光」と呼ぶ)ことで物理の基本法則の一つであるCPT対称性を今までにない高精度で検証することであり、本年度の実験は反水素生成装置をレーザー装置と組み合わせたはその第一段階に当たる。これまで反水素原子の生成はその構成部品である陽電子と反陽子を長時間混ぜ合わせそれらが自然に結合することを待つ手法をとっていたが、この方法でに作られる反水素原子は研究の対象となる内部構造の制御がされていないため次のレーザー分光へと研究を繋げることが困難である。その画期的解決案としてレーザー装置によって陽電子を人工的に反陽子内の狙った場所にたたき落とすことで内部構造の制御された反水素原子を作るという従来にないレーザー誘導生成手法を提案、挑戦した。実験は従来通り反陽子と陽電子を混ぜ合わせそこに新たにレーザー光を照射する手法を採るが、数ある案の中で最善の結果を出すべくビームタイム前にモデル計算によるシミュレーションを詳細に行った。ビームタイム開始以前に現地入りをして超高真空・極低温下という環境と精密に動作している他の装置に対してレーザーによる影響を最小限に抑えるよう既存装置への改良を慎重に行った。半年に渡る長期ビームタイム中は現地にて実験参加をし、デリケートの装置の操作に苦心しながらデータ収集に尽力した。その後データ解析を行い現在までのところ当初目論んでいた形とは異なり、レーザーによる物理的な影響を含め実験を内部構造を複雑化してしまうの存在などシミュレーションでは追いきれない不測要素の存在が重要で、装置内部で予想より複雑なことが起こっているところまで解析が進んでいる。現在も引き続き解析が行われ、この内容は近く論文にまとめられ出版される予定である。2002年スイス・ジュネーブのCERN研究所の低速反陽子減速器(AD)で活動するATHENA、ATRAPの両実験グループから冷たい反水素原子の大量生成成功が報告されたが、その後の結果では現行手法で生成される反水素原子では当初予定していた高精度分光実験への即時応用が難しいことが予想されている。その一解決法として既に実現されている荷電中性の原子の閉じ込め技術の応用した案が挙げられるなど、反水素研究は「閉じ込め」をキーワードとした方向に進んでいる。研究代表者は引き続き反水素研究の最前線開拓に寄与すべくジュネーブと東京を頻繁に行き来し、ADを活動の場としている。昨年度から閉じ込め実験の核の一つとなる実験装置の制御系の開発を行い、特に新しい技術の導入を積極的に行った。ハードウェアには高い拡張性を維持しながらコンパクトにまとめることのできるPXIと呼ばれる規格の機器類を導入し、そのコンピュータ制御用プログラムの開発を行った。その際のデータの記録法では柔軟性が高く使用環境を選ばない利点から最近データベースなどの分野で広まっているコンピュータ言語XMLに注目し、記録・読み込み・表示など一連のプログラム開発を行った。ウクライナ・ヤルタにおいて開催された高エネルギー分野の国際会議では反水素生成実験で使用した検出器を高エネルギー物理の機器を低エネルギー物理への応用した有効例として紹介し、アメリカ・ハワイでのアメリカ・日本物理学会共催会議では反水素研究のこれまでの経過を日米両国の学生の前で紹介した。また、これまで参加した実験データ解析をまとめた投稿論文発表も現在筆頭著者として執筆中で、近く学術雑誌に投稿予定である。