hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい手法を用いた大脳白質微細構造の解析による精神疾患の病態解析

精神疾患の生物学的基盤の解明を目指した包括的研究が現在当センターにて進行中である。すなわち、統合失調症をはじめとする精神病性障害の病態解明、生物学的診断法の開発、及びヒトの認知機能、性格・気質の生物学的基盤の解明を目的として、健常者、精神病性障害患者を対象とする遺伝子解析、心理学的検査、脳画像解析(三次元T1強調MRIによる脳形態計測、拡散強調MRIによる大脳白質微細構造の計測、機能的MRIによる脳機能計測)を統合的に行うというものである。本研究はその一部である脳画像解析のうち、拡散強調MRIによる大脳白質微細構造解析に、新たに開発された高精度の画像撮像法および画像解析法を導入し、疾患が大脳白質微細構造に与える影響を明らかにし、さらに、疾患関連遺伝子多型および認知機能、性格・気質傾向と大脳白質微細構造の相関について検討することを目的とする。本年度は、国立精神・神経センター病院放射線診療部に設置されているMRI装置にインストールされている拡散強調MRIシーケンスにて撮像したデータについてクオリティチェックを行い、このデータを専用の64bit Linuxコンピューターに導入したTBSS(Tract-Based Spatial Statistics;イギリスOxford大学のサイト(http://www.fmrib.ox.ac.uk/analysis/research/tbss)で公開されているプログラム)を用いて解析できるようにした。これにより、異なる披検者間で大脳白質微細構造について定量的に比較し、さらに疾患関連遺伝子多型および認知機能、性格・気質傾向との相関について検討することが可能になった。本研究はその一部である脳画像解析のうち、拡散強調MRIによる大脳白質微細構造解析に、新たに開発された高精度の画像撮像法および画像解析法を導入し、疾患が大脳白質微細構造に与える影響を明らかにし、さらに、疾患関連遺伝子多型および認知機能、性格・気質傾向と大脳自質微細構造の相関について検討することを目的とする。
連想記憶モデルHASPのハードウェア化に関する研究

連想記憶モデルHASPのハードウェア化に関する研究を行った。HASPのハードウェア化に当り、別途完全ディジタル型のニューロチップVLSIを開発してた。完全ディジタル型のニューロチップとしては世界初のものであり、一つのチップ内に6個の細胞体と84個のシナプスを登載している。入出力情報は実際の神経系と同様に、パルス密度でアナログ情報を表現している。各神経細胞は非同期に動作するので、単にチップを接続していくだけで、無制限に大規模はニューラルネットワークを構成することができる。本研究では、ニューロチップを用いて構成したニューラルネットワークを計算機に接続し、制御するためのシステムを構成することを主眼とした。このニューラルネットワークをVMEバスを介して計算機に接続することにより、細胞体の内部電位、シナプス荷重値を動的にモニタ,変換可能なシステム構成とした。ニューラルネットワークのアプリケーションをハードウェアに依存しない形で記述できるようにするため、制御ソフトウェアに段層構造をもたせることとした。それらは、アプリケーション層、マクロ層、プリミティブ層である。プリミティブ層でハードウェアに依存する部分を吸収する。マクロ層がアプリケーションとプリミティブ層のインターフェイスを提供する。マクロ層を介してニューラルネットワークを制御することにより、ハードウェアに依存しないアプリケーションの開発が可能となる。現在システムの開発をほぼ終了し、テストを行う段階である。
文化財科学、美術史学、制作技法の情報統合による「薬師寺吉祥天画像」の復元模写研究

文化財科学、美術史学、制作技法情報統合による「薬師寺吉祥天画像」の復元模写文化財科学、美術史学、制作技法情報統合による「薬師寺吉祥天画像」の復元模写今年度は初年度として以下のとおり研究を実施した。1.研究対象作品の現状調査目視観察と高精細画像処理による顕微鏡観察、蛍光反応識別、蛍光X線分析を行ない、研究対象作品の現状を調査した。2.基底材と色彩、制作技法の解明研究対象作品を構成する麻布(基底材)について、文献資料および織技術のそれぞれの側面から分析した。絵具については、正倉院文書等の文献資料、類似図像の色彩などを参考に絵具を特定する作業を行なった。また、基底材と絵具の接着に関する剥離実験、展色材の種類の判別実験を行なった。3.図様と色彩の復元図様の欠損部分を復元する作業を始めた。復元は赤外線写真やX線透過写真のほか、九曜秘暦や吉祥天曼荼羅図などの客観性の高い資料を参考に実施した。色彩は絵具に関する先行研究を元に、麻布上での扱いについて検討、考察した。また麻布著色の参考作例と比較するため、ボストン美術館を訪問し、所蔵する「釈迦霊鷲山説法図」との比較調査を行なった。図様と色彩の復元・復元模写の制作制作当初の色彩の抽出図様の欠損部分を復元した。復元は赤外線写真やX線透過写真のほか、九曜秘暦や吉祥天曼荼羅図などの客観性の高い資料を参考にした。図様復元作業はまず和紙上に制作当初と考えられる線描を写しとり、現状で欠損したり見えにくくなっている部分については、研究協力者が協議し、妥当と考えられる造形を描き加えて検証した。復元図像への仮彩色色彩は絵具に関する先行研究を元に、麻布上での扱いについて検討、考察した。麻布著色の参考作例としてボストン美術館所蔵「釈迦霊鷲山説法図」との比較を行った。集積した情報を視覚化研究者全員で分析して本画の復元方法の方向性を定めた。復元模写の制作方法は、原本の折り目にあわせて制作した苧麻布を、木枠に張り込み下書き線を墨で写し、さらに下塗りの絵の具を塗布し、科学調査で検証した各種の顔料を用いて、復元彩色を施すという工程を採用した。一連の研究によって、科学的な裏付と技法材料の検証を行いながら復元模写を行うことで、これまで主観的で曖昧であると考えられていた模写に対して、高い学術性を付加することが可能になった。科学調査も明確な目的をもって行うことで、資料として利用価値が高まることが確認できた。成果発表の準備22年10月に薬師寺にて模写の展観を行い、原本との比較とその技法研究の成果を公開する準備を開始した。昨年度、研究者全員で分析して方向性を定めた本画の復元方法をもとに復元模写を制作した。制作方法は、原本の折り目にあわせて制作した苧麻布を、木枠に張り込み下書き線を墨で写し、さらに下塗りの絵の具を塗布し、科学調査で検証した各種の顔料を用いて、復元彩色を施すという工程を採用した。また最終年度として、これまで進めてきた研究成果を発表することとし、奈良薬師寺の大宝蔵殿において「薬師寺吉祥天画像」のオリジナルと技法研究の成果を踏まえた復元模写の比較展観を実施した。これらのことを通して、現状を科学分析、高精細画像処理、美術史学、描画技法を通じて精査し、情報を総合したうえで、原本と同素材同技法で学術的な復元模写を制作することが可能となり、これまで独立して行なっていた文化財科学、美術史学、制作技法研究の3分野の情報を統合し互いの情報の不足部分を補完しあう形で1つの復元模写を完成することができることが明らかとなった。
佐藤春夫のジャンル意識とナショナルアイデンティティに関する研究

佐藤春夫のジャンル意識とナショナルアイデンティティの形成にとって、1920年の中国旅行は重要な意味を持っていた。日本の軍事筋が握っていた当時の歴史資料を参照することで、春夫の紀行文を客観的に検証し、その成果を中国のシンポジウムにて紹介した。また、春夫の敗戦直後の肉筆資料を分析することで、戦争詩人としてのイメージからいかに戦後社会への適応を図ったのか、そのプロセスを具体的に確認することができた。佐藤春夫は近年、講談社版旧全集の未収録作品から書簡までを網羅した新全集(臨川書店)が完結し、時代と共に歩んだ作家の全貌に近づくことが可能になった。だが、半世紀に及ぶ文学活動の蓄積は膨大で、よく知られた名作に限っても、自筆原稿から初出・単行本に至るまで複数のテクストが存在し、作品構造の根幹にかかわるような訂正が施されている場合も少なくない。これらの訂正箇所は、視点や人称の取り方など文章構成の技術的問題でありながら、それが作品内容に緊密に関わっていく点に重要性が認められる。本年度の研究では、こうした問題意識のもとに、代表作『田園の憂鬱』(1919)の諸稿を比較し、春夫がいかに「小説」形式を獲得しようとしたのか、その方法的な試行錯誤のプロセスを解明することに努めた。初期春夫の小説に多用される一人称形式は、特定の相手に語りかけるというプライベートな「場」の設定を不可欠の要素としていたが、『田園の憂節』を三人称小説へと改変して行くなかで、春夫はそうした「場」の放棄を余儀なくさせられる。つまり、春夫における「小説」形式の獲得過程は、『田園の憂鬱』の主人公が自己肯定の足場を失っていくプロセスの中にこそ現れていたのである。私見によれば、1915年前後の美術受容と、1920年の台湾・福建旅行を契機にしたナショナルアイデンティティの反省的自覚とが春夫のジャンル意識形成における重要な結節点となっているが、『田園の憂鬱』を題材した今回の分析により、二つの時期の間に存在した間隙を埋めていく足掛かりを得ることができた。平成21年度は、佐藤春夫のナショナルアイデンティティ形成に重要な意義を持つ大正9年の中国旅行について、国際学会で報告し、これをもとに論文を執筆した。同じ旅行中の台湾紀行に関しては、90年代以降現在に至るまで論文が続出し、研究の蓄積もかなり進んでいる。だが、対岸厦門地方の旅行記については、外部資料による裏付け調査を含め、本格的な研究は皆無である。本研究では、大正9年当時の厦門の政治情勢と地理情報を、当時の旅行指南書や写真、日本領事館作成の報告書などに基づいて詳密に復原することに成功し、春夫の紀行文における情報選択の特徴を浮かび上がらせることができた。その成果は博士学位論文と、中国上海における国際学会での発表に活かしたが、特に後者の討論を通じて、中国の研究界における佐藤春夫のネガティヴなイメージに触れたことは、極めて意義深いことであった。また、課題研究の過程において、春夫が信州佐久での疎開中に使用した詩の創作ノートを調査する機会があった。大正期に形成されたナショナルアイデンティティの一端は、昭和に入り、戦争詩という極端な形をとって発揮されることになるが、敗戦により状況が一転した戦後社会において、春夫は改めて自己のアイデンティティを再構築する必要に迫られた。文学者において、それはとりもなおさず言葉を通じて行われるのであるが、ノートに残された詩の推敲過程をつぶさに辿ることで、春夫の自己回復の軌跡をメディア論・表現論的な側面から追究することができた。このノートの発見により、大正作家の芸術家アイデンティティの形成過程を跡づけるという当初の構想を超えて、戦後社会への適応というより広い視野から研究テーマを捉える視座を与えられたことは、大きな収穫と言える。
がん性疼痛におけるTRPC3の機能解析とその機能に基づいた新規鎮痛薬の評価

本研究の目的は、がん患者の疼痛病態時におけるTRPC3チャネルの機能を解明することである。申請者は、抗がん剤治療時に発症する末梢神経障害に着目し、抗がん剤carboplatin投与による痛覚異常モデル動物を作製し、TRPC3の発現変化とpyrazole-3の鎮痛効果について解析した。その結果、saline投与群と比較しcarboplatin投与群の脊髄後角、並びに脊髄後根神経節のTRPC3発現量に有意な変化は認められなかった。次に、TRPC3拮抗薬pyrazole-3の鎮痛効果を評価したところ、carboplatin投与による痛覚異常を有意に改善した。以上の結果より、carboplatin投与による痛覚異常にはTRPC3の発現増加ではなく活性化が関与することが示唆された。本研究の目的は、がん患者の疼痛病態時におけるTRPC3チャネルの機能を解明し、さらに近年開発されたTRPC3阻害薬pyrazole-3を新規鎮痛薬として臨床応用へ繋げるための基盤データを蓄積することである。平成23年度は、抗がん剤治療により発症するしびれ、痛みなどをはじめとする末梢神経障害に着目し、抗がん剤carboplatin投与による痛覚異常モデル動物を作製した。平成24年度は、前年度に作製したモデル動物を用いて、痛覚異常病態時におけるTRPC3の発現変化とpyrazole-3の効果について解析した。その結果、control群、並びに抗がん剤carboplatin(雄性C57BLマウスに10 mg/kg/回で週2回、合計4回腹腔内投与)群の脊髄および脊髄後根神経節において、TRPC3発現量に変化は認められなかった。したがって、carboplatin投与による痛覚異常の発症にTRPC3発現量は関与しないことが示唆された。次に、pyrazole-3の鎮痛効果を評価したところ、control群ではpyrazole-3(30 mg/kg)腹腔内投与により鎮痛効果が認められなかったが、carboplatin投与群ではmechanical allodynia(通常痛みを感じない機械刺激に対して痛いと感じる症状)、並びにcold hyperalgesia(冷刺激に対して過敏になる症状)を有意に改善した。以上の結果より、TRPC3阻害薬pyrazole-3は、健常状態の痛覚に影響を与えないが、carboplatin治療により感受性が亢進した痛覚に対して鎮痛作用を発揮し、mechanical allodyniaやcold hyperalgesiaを抑制することが示唆された。当該年度は、抗がん剤治療時に発症するしびれ、痛みなどをはじめとする末梢神経障害に着目し、抗がん剤投与による痛覚異常におけるTRPC3の役割について解析した。1.抗がん剤投与による末梢神経障害モデルの作製:マウス(雄性C57BL)に抗がん剤carboplatinを10 mg/kg/回で週2回、合計4回投与し、以下(1)(3)に示す方法を用いて疼痛評価を行った。(1)von Freytest:carboplatin投与回数依存的に疼痛閾値の低下、すなわちmechanical allodynia (通常痛みを感じない機械刺激に対して痛いと感じる症状)が観察された。(2)acetonetest:carboplatin投与開始1日目からacetone刺激による疼痛反応が増加し、cold hyperalgesia (冷刺激に対して過敏になる症状)が観察された。(3)hot platetest:saline投与群とcarboplatin投与群では熱刺激に対する疼痛回避反応に有意な変化は認められなかった。これらの結果より、carboplatinがmechanical allodyniaおよびcold hyperalgesiaを引き起こすことが明らかとなった。2. pyrazole-3の鎮痛効果の評価:上記で作製したモデルマウスの腹腔内にpyrazole-3 (30 mg/kg)を投与後、疼痛評価を行った。その結果、pyrazole-3はcarboplatin投与によるmechanical allodyniaおよびcold hyperalgesiaの両方を改善することが明らかとなった。当該年度は、抗がん剤治療によるがん患者のしびれ、痛みを再現するモデル動物の作製に成功した。さらに、このモデルを用いて本研究の核であるTRPC3阻害剤pyrazole-3の鎮痛評価を行い、抗がん剤carboplatinによるmechanical allodyniaおよびcold hyperalgesiaに対してpyrazole-3が有効であることを初めて明らかにした。現在、臨床においては抗がん剤によるmechanical allodyniaやcold hyperalgesiaなどの末梢神経障害を満足にコントロールできていないことが多く、抗がん剤治療の中止を余儀なくされる場合もある。そのため、抗がん剤による末梢神経障害は、がん患者のQuality of Lifeの低下だけでなく生命予後にまで影響を与える重大な副作用である。

当該年度において得られた結果は、オピオイドなどの従来の鎮痛薬で制御することが困難な痛みにTRPC3が関与しており、またその阻害薬pyrazole-3が新規鎮痛薬として臨床応用できる可能性を示すものである。本研究の目的の中心となる結果は概ね得られていることから、順調な進捗を示していると考えられる。これまでに抗がん剤carboplatin治療による末梢神経障害(しびれ、痛みなどの痛覚異常)にTRPC3阻害薬pyrazole-3が有効であることを明らかにした。今後はさらにcarboplatinによる痛覚異常発症メカニズムを明らかにするために、以下に示す検討を行う予定である。1. carboplatin投与によるTRPC3発現の変化:carboplatin投与による末梢神経障害モデル動物を作製し、一次感覚神経の細胞体が存在するdorsalroot ganglion (DRG)およびその神経が投射する脊髄におけるTRPC3のmRNA、タンパクレベルでの発現変化をreal time PCR法、western blotting法や免疫組織化学染色法などを用いて解析する。2. TRPC3を活性化させる疼痛増強因子の探索:TRPC3は疼痛増強因子(bradykinin, prostaglandinsなど)により活性化される可能性が考えられている。そのため、carboplatin投与によりDRGおよび脊髄おいて疼痛増強因子が増加しているか否かについてELISA法などを用いて測定する。さらに、carboplatin投与により増加が認められた疼痛増強因子については、それがTRPC3をどのようなメカニズムで活性化するのかをCellKey system assayやCa2+ imaging assayなどを用いたin vitro実験により明らかにする。
気候・社会変動適応のためのモンゴル遊牧ビジョン2050

モンゴル国では、草原を広く薄く利用する土地利用形態である遊牧が極限環境(乾燥寒冷)で数千年間維持され、世界で唯一基幹産業として残っているが、市場経済のなかで家畜数が急増、草原の収容力を超え、危機的状況にある。本研究は、1遊牧社会-生態系モデルを開発し、これを用いて遊牧の生態的・経済的持続性を予測する。2政策提言・実装のプロ集団として、生態系・経済の維持を両立できる2050年の遊牧形態のビジョンを提示し、その危機的状況から救済する。本研究は、名古屋大学を中心として、モンゴル国立大学、同生命科学大学と人畜地ネットワークを形成し、これを基盤に、現地での資料・データ収集、試料分析、成果普及を行う。
海馬のシータ進行波に基づく時系列記憶形成の神経機構に関する研究

本研究では,記憶を担う脳の海馬における,シータ進行波に基づく時系列を時空間的に表現し時系列記憶を形成する可能性について,計算機シミュレーションにより調査した.結果として,シータ進行波を説明可能な特定の方向に伝播する神経活動の生成,さらに,入力を反映する神経活動伝播の効率的な生成を実現する機構が海馬CA3領域に存在することが示された.その神経活動の生成によって,海馬CA3で時系列情報の空間的な展開を実現できることから,時系列を時空間的に表現することによる時系列記憶の形成が海馬で実現可能であることが示唆される.本研究では,記憶を担う脳の海馬CA3,CA1領域における,シータ進行波に基づく行動の時系列を時空間的に表現し時系列記憶形成を可能とする神経機構を明らかにすることを目的としている.今年度は,リカレントネットワーク構造の海馬CA3領域に着目し,入力された時系列情報を空間的に展開し表現する機構の解明を目的とした.海馬CA3の計算機シミュレーションから,抑制性介在細胞の回路構造によって,シータ進行波を説明可能な特定の方向に伝播する(指向性を持つ)神経活動の伝播が自己組織的に生成されることが分かっている(自己組織伝播).そこに,入力を反映する指向性を持つ神経活動の伝播が生成され(入力依存伝播),入力情報の時間関係が伝播の空間的な位置関係で表現されれば空間的な展開が可能となる.しかし,抑制性介在細胞の働きにより,自己組織伝播が優位な場合と,入力依存伝播が優位な場合があることが分かっており,整った自己組織伝播が生成されると,入力依存伝播が生成できない.このように,抑制性介在細胞の働きが神経活動伝播に影響を与えるが,抑制性介在細胞はギャップ結合を通じて,他の介在細胞から影響を受けることが分かっている.そこで,ギャップ結合を導入した海馬CA3モデルを構築し,ギャップ結合の神経活動伝播生成への影響を調査した.他の抑制介在細胞を駆動させるようにギャップ結合は機能し,抑制性介在細胞がギャップ結合を介して駆動されることで,整った自己組織伝播の生成と入力依存伝播の生成の両立が可能であることが分かった.整った自己組織伝播が入力により大きく変化することで入力を反映した伝播となり,入力された情報を空間的なパターンへと変化できる.海馬CA3領域において,入力情報の時間関係が指向性を持った神経活動伝播の空間的な位置関係で表現され,空間的な展開が可能であることを示唆する結果である.今年度は,リカレントネットワーク構造の海馬CA3領域に着目し,入力された時系列情報を空間的に展開し表現する機構の解明を目的とした.ギャップ結合を導入した海馬CA3モデルを構築し,ギャップ結合を介した抑制性介在細胞の駆動により,自己組織伝播の生成と入力依存伝播の生成の両立が可能であることが分かった.その詳細な神経機構については調査の余地があるものの,入力情報が空間的に展開可能であることを示唆する結果であり,現在までのところほぼ計画通りに研究が進展しているといえる.本研究では,記憶を担う脳の海馬CA3,CA1領域における,シータ進行波に基づく行動の時系列を時空間的に表現し時系列記憶形成を可能とする神経機構を明らかにすることを目的としている.これまでの研究で,海馬CA3領域を模すリカレントネットワーク内の抑制性介在細胞間にギャップ結合を導入することで,整った自己組織伝播の生成と入力依存伝播の生成の両立が可能であることが分かっている.その際の神経活動を詳細に解析し,錐体細胞と抑制性介在細胞の神経活動間隔の分布を求めると,シータ周期における抑制性介在細胞の活動間隔は,錐体細胞の活動より短いことが分かった.また,抑制性介在細胞間のギャップ結合を除いたネットワークで,同様の伝播生成の両立を実現するためには,錐体細胞と抑制性介在細胞間に強化された相互結合が必要なことが明らかとなった.この強い相互結合は,抑制性介在細胞の活動を増幅させ,その影響度も増幅させることになるが,ギャップ結合を導入したネットワークと同様の神経活動間隔の分布を再現する.つまり,このような分布の実現が,2つの伝播生成の両立させていることが分かった.一方,ギャップ結合を導入したネットワークにおいて,抑制性介在細胞の神経活動は低く抑えられており,ギャップ結合は効率的に抑制を機能させていることを示唆する結果である.また,海馬の神経活動との対応を図るため,海馬内を伝播することが報告されている鋭波リップ中の神経活動を調査し,動物が行う課題に関連する神経細胞の鋭波リップル中の神経活動を明らかとした.今年度は,自己組織伝播の生成と入力依存伝播の生成の両立を可能とする詳細な神経機構の解明に焦点を当て、両立するために必要となる錐体細胞と抑制性介在細胞の神経活動間隔の分布における関係性を明らかにした.また,神経活動伝播の生成において効率的に抑制を機能させる役割をギャップ結合が担うことを示す結果を得ており,両立を可能とする詳細な海馬CA3における神経機構の調査に関して,ほぼ計画通りに研究が進展しているといえる.本研究では,記憶を担う脳の海馬CA3,CA1領域における,シータ進行波に基づく行動の時系列を時空間的に表現し時系列記憶形成を可能とする神経機構を明らかにすることを目的とする.計算機シミュレーションより,海馬CA3領域において,シータ進行波を説明可能な特定の方向に伝播する(指向性を持つ)

神経活動を自己組織的に生成でき(自己組織伝播),指向性を持ち入力を反映する神経活動の伝播を生成(入力依存伝播)できることが分かった.整った自己組織伝播が入力により大きく変化することで入力を反映した伝播となるため,入力された情報を空間的なパターンへと変化でき,入力情報の時間関係が指向性を持った神経活動伝播の空間的な位置関係で表現され,空間的な展開が可能であることを示唆する結果である.ここで,抑制性介在細胞の神経活動が指向性を持つ伝播の生成に重要であるが,単に抑制性介在細胞の神経活動が低い場合,適切な抑制が発生せず伝播の指向性を制御できない.しかし,抑制性介在細胞間にギャップ結合を有するネットワークでは,抑制性介在細胞の活動を低く抑えつつ,指向性を持つ自己組織伝播と入力依存伝播の生成の両立ができることが分かった.また,抑制性介在細胞間にギャップ結合と抑制性結合の2つが併存することで,抑制性介在細胞は伝播に合わせて同期して活動しやすく,それ以外のタイミングでは活動が抑えられることが分かった.結果として,抑制性介在細胞の神経活動は低く抑えられる.つまり,海馬CA3領域のように抑制性介在細胞間にギャップ結合と抑制性結合が併存する構造では,抑制性介在細胞は伝播に応じて同期して活動することで,指向性を持つ伝播の生成に必要な抑制を少ない活動で効率的に生じることになり,自己組織伝播と入力依存伝播の生成を効率的に両立させることを示唆する結果である.本研究では,記憶を担う脳の海馬における,シータ進行波に基づく時系列を時空間的に表現し時系列記憶を形成する可能性について,計算機シミュレーションにより調査した.結果として,シータ進行波を説明可能な特定の方向に伝播する神経活動の生成,さらに,入力を反映する神経活動伝播の効率的な生成を実現する機構が海馬CA3領域に存在することが示された.その神経活動の生成によって,海馬CA3で時系列情報の空間的な展開を実現できることから,時系列を時空間的に表現することによる時系列記憶の形成が海馬で実現可能であることが示唆される.次年度では,本年度の成果に基づき,時系列記憶形成を可能とする海馬CA3,CA1領域にまたがる神経機構の解明に向け,海馬CA1を含むモデル構築を行う.神経細胞,神経回路網レベルでの生理実験に精通する研究者より,海馬の最新の生理学的知見に関する知識提供を受け,それらを反映しつつ,特に海馬CA3-CA1の3次元の解剖構造を再現するモデルの構築を行う.さらに,両立を可能とする詳細な海馬CA3における神経機構についても調査を行う.次年度では,本年度の成果に基づき,時系列記憶形成を可能とする海馬CA3,CA1領域にまたがる神経機構の解明に向け,海馬CA1を含むモデル構築を行う.また,新たに明らかとなったギャップ結合における効率的な抑制を実現する機能を含む,詳細な海馬CA3における神経活動伝播に関する神経機構についても調査を行う予定である.計算論的神経科学
超短パルス電子ビームを用いたリアルタイム２Ｄテラヘルツ分光システムの開発

本研究は小型加速器ベースの高出力テラヘルツ光源を開発し、その高出力テラヘルツパルスによる時間領域分光法を確立させ、将来のリアルタイム2Dスペクトル計測システムの実現を目指すものである。高出力のコヒーレント遷移放射テラヘルツ放射光(THz-CTR)を用いたマルチショット時間領域分光では、ZnTe結晶とフェムト秒プローブパルスを用いたEOサンプリング法により、0.12THz程度の範囲でのスペクトル測定に成功した。シングルショット分光では、チャープパルスプローブ光を最適化することにより約15fsの時間分解能での計測システム、そして将来のリアルタイム2Dスペクトル計測への目途を立てることができた。本研究は、小型加速器ベースの高出力テラヘルツ光源を開発し、テラヘルツパルスによる時間領域分光を行うと同時に、ラインスキャン法を用いたリアルタイム2D吸収スペクトルを取得する手法の実現を目指すことを目的としている。本年度は、産総研Sバンド小型電子リニアックを用いてエネルギー約40MeVの高輝度・超短パルス電子ビームを生成し、コヒーレント放射を用いた高出力テラヘルツパルスによるEOサンプリング法をベースとした時間領域分光の実証試験を行った。コヒーレント放射源には、光源の特性を考慮し、アルミターゲットによる遷移放射光を生成した。生成したコヒーレント・テラヘルツ遷移放射光を、テラヘルツレンズによって一旦平行光にし、Z-cut結晶水晶窓によって大気中に取り出し、再度テラヘルツレンズによって、EO結晶に集光した。EO結晶としては、信号強度をかせぐため5mmと10mmのZnTe(100面)結晶を用いた。EOサンプリングのプローブ光としては、加速器と同期したTi:Saフェムト秒レーザーを用い、テラヘルツパルスと同時にEO結晶に集光した。結晶を透過したプローブ光は、10^-7のコントラストを持つ偏光子を透過させ、プローブ光の位相変化をPhotoDiode(PD)によって検出した。上記手法により、光学遅延を用いたポンププローブ法を行うことで、5mm、10mmの両結晶においてテラヘルツ時間波形の取得に初めて成功した。測定した時間幅は約1.7(ps)であった。テラヘルツのスペクトルとしては、^-0.4THz程度であった。しかしながら、本手法の時間分解能は、テラヘルツパルスとプローブパルスとの時間ジッターと、結晶の応答帯域によって制限される。次年度以降は、これらの問題を解決していき、時間分解能の向上と、スペクトルの広帯域化を行っていく。同時に、チャープパルスをプローブ光としたシングルショット時間領域分光への目処をつけ、リアルタイム2Dスペクトル測定の実現を目指す。本研究は小型加速器ベースの高出力テラヘルツ光源を開発し、その高出力テラヘルツパルスによる時間領域分光法を確立させ、リアルタイム2D吸収スペクトルを取得する手法を目指すものである。本年度は昨年度同様、産総研Sバンド小型リニアックにおいて超短パルス電子ビームを生成し、コヒーレント放射による高出力テラヘルツパルスをEOサンプリング法をベースとした時間領域分光実験を行った。EO結晶としては、昨年度は5mm厚のZnTe(100面)結晶を用いていたが、本年度は検出帯域とコヒーレント長を考慮し、1mm厚とした。プローブ光としては、加速器と同期したTi:Saフェムト秒レーザーを用い、テラヘルツパルスと同時にEO結晶に集光した。結晶を透過したプローブ光は、高コントラストの偏光子を透過させ、プローブ光の位相変化をPhotoDiode(PD)によって検出し、テラヘルツ時間波形の取得を行った。その時間波形をフーリエ変換することでスペクトルを得るが、時間ジッターを500フェムト秒以下にすることで、0.12.0 THzの範囲でのスペクトル取得に成功した。サンプル測定では、既知のサンプル(ポリエチレン)によるシステム評価として、テラヘルツ領域における屈折率測定を行った。また、実サンプル測定では、模擬麻薬の測定を行い、実環境によるスペクトル測定に成功した。但し、今後の再現性の確認や測定精度の向上が必要である。更なる測定精度向上のため、シングルショット時間領域分光用のチャープパルス・プローブ光を最適化し、70 nm(FWHM)の波長分散で約10 ps程度までチャープしたプローブ光を生成した。これによるシングルショット計測システムにおける時間分解能は15 fsであり、高精度なシングルショット計測への目途を立てることができた。本年度は昨年度同様に、産総研Sバンド小型電子リニアックを用いてエネルギー約40MeVの高輝度・超短パルス電子ビームを生成し、コヒーレント放射を用いた高出力テラヘルツパルスを生成した。そして、EOサンプリング法をベースとした時間領域分光の分解能向上とシングルショット分光実現のための試験を行った。

コヒーレント放射源には、アルミターゲットによるコヒーレント遷移放射光を生成し、テラヘルツレンズによって平行光にした後、再度テラヘルツレンズによって、EO結晶に集光した。EO結晶としては、ZnTe(100面)結晶を用いた。プローブ光としては、加速器と同期したTi:Saフェムト秒レーザーを用い、テラヘルツパルスと同時にEO結晶に集光した。結晶を透過したプローブ光は、10^-7のコントラストを持つ偏光子を透過させ、プローブ光の位相変化をPhotoDiode(PD)によって検出し、テラヘルツ時間波形の取得を行った。その後、上記手法における時間分解能は、テラヘルツパルスとプローブパルスとの時間ジッターによって大きく制限されるため、問題解決のためチャープパルスをプローブ光としたシングルショット時間領域分光の試験を行った。その結果、フェムト秒レーザーを約60ps程度までチャープしたプローブ光を、テラヘルツパルスによるEOサンプリング法を用いて計測し、プローブ光の周波数領域と時間領域の対応関係(2ps/1nm)を測定することに成功した。このことから、開発中のシングルショット計測システムにおける時間分解能は200fsであることが確認でき、最終年度でのシングルショット分光を実現させる。本年度は前半こそ震災の影響で進展が送れていたが、後半は加速度的に進展し小型リニアック施設を用いた超短パルス電子ビームによるテラヘルツ領域のコヒーレント遷移放射光生成、及びそれを利用した高出力テラヘルツ時間領域分光に成功した。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、小型リニアック施設を用いた超短パルス電子ビームによるテラヘルツ領域のコヒーレント遷移放射光生成、及びそれを利用した高出力テラヘルツ時間領域分光だけでなく、EOサンプリング法によるチャープパルス計測にも成功し、シングルショット分光実現へ大きく近づいたと言える。今後は、コヒーレント・テラヘルツ遷移放射光パルスとプローブパルスとの時間ジッターの軽減と、結晶厚の最適化が重要なポイントとなる。時間分解能向上のため、高調波同期によるジッターの軽減と、結晶長の最適化を行う。後者は、信号強度とのトレードオフであるが、結晶長1mm前後での測定を目指す。同時に、チャープパルスをプローブ光としたシングルショット時間領域分光への目処をつけ、リアルタイム2Dスペクトル測定の実現を目指す。今後は、まず、コヒーレント・テラヘルツ遷移放射光パルスとプローブパルスとの時間ジッターの軽減のためのシングルショット分光を成功させるため、分光器で計測するプローブ光のバックグラウンドを軽減させることに注力する。そのためには、プローブ光の光学系にEO変調器もしくはAO変調器を追加し、本パルスと小パルスのコントラストを改善する必要がある。上記を解決させ、チャープパルスをプローブ光としたシングルショット分光への目処をつけ、リアルタイム2Dスペクトル測定の実現を目指す。
脳性麻痺者の車椅子駆動に関する生体力学的研究

本研究の究極の目的は脳性麻痺者(児)の使用する車椅子の最適条件を定量的に検討することにある。このためには(1)車椅子上での体幹の保持能力、(2)上肢運動機能という二つの車椅子使用者側の要素と、(3)左右側個別の車椅子駆動能力、(4)実際の車椅子走行時の駆動能力とそのスキルといった車椅子駆動能力を計測する必要がある。さらに、車椅子の最適性について検討するためにはこの(3)(4)が車椅子の寸法によりいかなる変化をするかについての情報が必要となる。本研究期間では被験者の上肢運動機能、左右個別の駆動能力、実際の車椅子走行時の駆動能力について検討した。上肢運動機能はサイベックスによる筋の等尺性および等速性運動時の関節トルクによって評価した。左右側個別の車椅子駆動能力は車椅子エルゴメータ上での車椅子駆動より得られた、駆動トルクと走行速度によって評価した。実際の走行能力は計測用車椅子を用いた直進走行試験から駆動トルクと走行速度によって評価した。以上の結果、実際の走行能力はこの左右の駆動能力の差がある程度小さい場合、キャスタの直進性によって左右差が吸収され、最大駆動能力で走行していた。しかし、この左右差が広がると弱いほうの駆動能力で走行していることが明かとなった。一部の症例では左右の駆動タイミングを調性することで左右の駆動能力の差に適応し、左右性あるにもかかわらず高い走行能力を発揮するものも見られた。以上より車椅子の寸法を変えることで上肢運動機能を最大限に発揮させ、駆動能力の左右差を低減させることや駆動タイミングをかえることが車椅子走行能力を向上させるための一方法となることが明らかとなった。今後さらに、上肢運動機能と駆動能力、駆動能力の左右差と実際の走行能力について検討を続ける予定である。
翻訳のアルゴリズム

本研究は、翻訳家が脳内で行っている翻訳プロセスをブラックボックスとして見立てて、言語学で得られてきた諸洞察を応用しつつ、翻訳に関わる規則・その適用条件・適用順序、及び脳内知識データベースからの知識の抽出をアルゴリズムとして明示化し、それを認知科学的にモデル化することによって、そのブラックボックスの内容を明らかにしようとする研究である。平成22年度は、たたき台としての暫定的な翻訳システムのモデルを構築し、具体的な適用例の一つとして英語の分詞構文と関係節構文に関する翻訳手順の明示化を行った。上述のように、翻訳モデルには、英語文法と日本語文法という、言語学での(手順化された)文法モデルが含まれているが、それに加えて、文脈談話知識の表示体系と一般知識の表示体系も必要になる。さらに、得られた翻訳文が読み易いかどうかを決める評価手順も作り出す必要がある。そのようなモデル構築においては、従来の言語学的研究の調査に加えて、翻訳に関する様々な文献の調査と、自然言語処理研究での動向や成果の調査などが必要になる。本年度では、上述のような言語モデルの一部としてJackendoff(2006)などで展開されている言語モデルを採用し、全体的な暫定モデルの構築を行い、それにかかわる基礎的調査を行った。そして、そのモデルから得られる派生的な応用例のひとつとして、英語の関係節構文が含まれている文の意味解釈、並びに翻訳を取りあげ、正確で読みやすい解釈文を作成するために必要とされるおおよその手順を述べ、それに基づいた教育的概説を執筆した。本研究は、翻訳家が脳内で行っている翻訳プロセスをブラックボックスと見立て、言語学で得られてきた諸洞察を応用しつつ、翻訳に関わる規則・その適用条件・適用順序、及び脳内知識データベースからの知識の抽出をアルゴリズムとして明示化し、それを認知科学的にモデル化することによって、そのブラックボックスの内容を明らかにしようとする研究である。平成21年度は、たたき台としての暫定的な翻訳システムのモデルを構築し、具体的な適用例の一つとして英語の分詞構文に関する翻訳手順の明示化を行った。平成21年度は、暫定モデルの構築と、これら基礎的調査を行った、そして、そのモデルの具体的適用例のひとつとして、英語の分詞構文が含まれている文の翻訳を取りあげ、正確で読みやすい翻訳文を作成するために必要とされる手順を明示した。これは、平成22年度内に刊行される『講座意味論』(ひつじ書房)に掲載される予定である。
癌化に伴う高親和性糖輸送担体の発現とアンチセンス遺伝子による増殖抑制

細胞の癌化に伴う糖取り込み活性の上昇には、細胞膜に存在するグルコーストランスポーター(糖輸送担体)のサブタイプであるGLUT1の増加が寄与している。興味あることに、この糖輸送担体はグルコースに対する親和性が高く(Km:2mM)、正常肝細胞の糖輸送担体(GLUT2)の低親和性(Km:20mM)と好対照である。すなわちGLUT1が多く発現している肝癌細胞には糖輸送担体が多いばかりでなく、それが高親和性であるために、周囲の正常肝細胞に比べて特に比較的低グルコース濃度下での糖の取り込みに極めて好都合となっていると考えられる。そこでGLUT1を大量にCHO細胞に発現させて細胞増殖への効果を検討した。高濃度でのグルコース存在下では、チミジン取り込みに差は認められなかったが、低濃度でのグルコース存在下では、GLUT1大量発現細胞のチミジン取り込みの増加が認められ、細胞増殖を促進することが認められた。また、GLUT1は発現されると細胞膜に多く存在し細胞内に多く存在するGLUT4と好対照であり、癌細胞が常時グルコースを取り込むのに好都合と考えられる。我々はGLUT1のこのような特性がその構造のどの部位によって規定されているかを解析するために、アイソファーム間でキメラを作製した。細胞内C末端部位がKmやVmaxを規定する上で重要な役割を果たしており、細胞膜へのターゲッティングにはN末端部位だけではなく、膜貫通部位を含む二つの部位が重要であることを明らかにした。
精神分裂病に関与する脳内ドーパミンニューロンおよびグルタミン酸ニューロンの研究

慢性分裂病死後脳において、以前同じ脳で見出したカイニン酸の増加に加え、NMDA受容体の増加および今回の研究でNMDA受容体のアロステリック部位であるグリシン結合部位が増加していることが分かった。多くの脳部位でグリシン結合部位の顕著な増加が認められたが,グルタミン酸の含量との間に多くの部位で有意な負の相関を認めた.また増加がみられた脳部位は,一次感覚野とその連合野および三次連合野であり,これは分裂病の異常として注目されている.認知障害者で,感覚情報の処理統合に関する部位であることが興味深く思われる.さいごに,グルタミン酸ニューロンの低活性が生じる機序についてドーパミンニューロンとの関連のもとに考えてみたい.以前よりスライス実験で,ドーパミンやそのアゴニストが線条体からのグルタミン酸遊出を抑制することが示されていたが,最近マイクロダイアリシス法によりこの事実が確認された(Yamamoto,D.K.et al.,J.Neurochem.,58:1736,1992).われわれの分析した慢性分裂病脳では,グルタミン酸ニューロンの低活性を思わせる所見と同時に,ドーパミンの過剰活動を示唆するドーパミンD_2受容体の増加や,チロシン水酸化酸素活性の上昇も見出されている。臨床的に考えると,発病当初より抗ドーパミン性抗精神病薬が全く無効で,急速に慢性病像に移行する症例もあるので,分裂病のなかには興奮性アミノ酸ニューロンの機能低下が一次的に生じる例もあるものと思われる。一方,かなりの症例は,抗ドーパミン薬によく反応する急性病像を反復しているうちに慢性病像へ移行する.このような例では脳内で持続するドーパミン過活動が,グルタミン酸ニューロンの活動を抑制するという生化学的機序を推定することができるのではなかろうか.慢性分裂病死後脳において、以前同じ脳で見出したカイニン酸の増加に加え、NMDA受容体の増加および今回の研究でNMDA受容体のアロステリック部位であるグリシン結合部位が増加していることが分かった。一方,かなりの症例は,抗ドーパミン薬によく反応する急性病像を反復しているうちに慢性病像へ移行する.このような例では脳内で持続するドーパミン過活動が,グルタミン酸ニューロンの活動を抑制するという生化学的機序を推定することができるのではなかろうか.精神分裂病死後脳11例、対照脳10例について、大脳皮質17部位のシグマ受容体を^3HーDTGをリガンドとし、ハロペリド-ルで特異結合を算出する方法で測定した。外側後頭側頭皮質で分裂病群の結合値が有意に高かったが、他の16部位では有意な変化はみられなかった。次に同じ脳シリ-ズ(分裂病14、対照10例)を用い、31脳部位においてLーアスパラギン酸を測定した。Lーアスパラギン酸の値は、死亡時年齢と有意な負の相関を示し、死後凍結時間を有意な正の相関を示した。年齢、死後凍結時間は両群の間に有意差はなかったが、年齢でデ-タを補正(ANCOVA)すると、眼窩皮質で分裂病群に高値が認められ、死後凍結時間で補正すると、眼窩皮質、前頭眼野など7部位で有意な高値が認められた。次にNMDA受容体とカップルし、この受容体の機能をアロステリックに調節しているストリキニ-ネ非感受性グリシン結合部位を同じ脳シリ-ズで測定した。大脳皮質16部位中6部位で分裂病群に有意な高値を認めた(前運動野、体性感覚野、縁上回、角回、一次視覚野、二・三次視覚野)。減少している部位は一つもなく、この増如は特に縁上回、角回においては両群の値が歴然と離れていた。両部位のスキャッチャ-ド解析により、この変化はBmaxの増加によるものであり、K_Dには差がみられなかった。以上の結果のうち、大脳皮質6部位で認められたグリシン部位の増加の所見は今まで分裂病死後脳で測定されたことがないことと、その結果が同じ脳で見出されたカイニン酸受容体やNMDA受容体の変化と同方向である点で重要であると思われる。

この結果は今回分析した慢性分裂病脳内にはグルタミン酸ニュ-ロンの低活動があることを改めて推測させた。同じ分裂病脳13例を用いてド-パミンD2受容体のDNAを増殖し、7エクソンの全塩基配列を解析中であるが、現在まで塩基置換などの変異は見出されていない。前年度の研究で、KNDA受容体とカップルし、この受容体の機能をアロステリックに調節しているストリキニーネ非感受性グリシン結合部位を、精神分裂病死後脳13例、対照脳10例について測定した。その結果、大脳皮質16部位中6部位で分裂病群に有意な高値を認めた。そこで今年度は、この6部位(前運動野、体性感覚野縁上回、角回、一次視覚野、二・三次視覚野)についてスキャッチャード解析を行った。いずれの部位でも親和性(Kd)は分裂病群と対照群の間に有意差はみられなかった。最大結合数(Bmax)は4部位で分裂病群が有意に高かった。角回と体性感覚野では、死亡前40日以上にわたって抗精神病薬を服用していなかった「非服薬群」において、縁上回、角回、前運動野では「服薬群」、又縁上回、角回では分裂病群(「服薬群」および「非服薬群」)において対照群と比較して有意な増加がみられた。これらの結果が服用していた抗精神病薬の影響あるいは死後変化による可能性を否定するために、次の実験を付け加えた。デカン酸ハロペリドール(100mg/kg)をラットに4週間毎に3回筋肉内に投与し、初回投与から12週後に大脳皮質膜標品についてH-グリシンを用いてスキャッチャード解析を行った。Bmax、Kdとも対照群との間に差を認めなかった。又死後変化の影響について検討するために、断頭後頭部を室温(24°C)に1・5、3、6、12時間放置したのち脳を取り出し、50nMの^3H-グリシンを用いて結合実験を行ったが、どの時間でもグリシン結合値には有意な変化はみられなかった。以上の実験から、この研究において見いだされた分裂病死脳におけるNMDA受容体のグリシン結合部位の増加は、分裂病の病態に深く関与している可能性が示唆された。分裂病脳におけるグリシン結合部位の増加は、グルタミン酸ニューロンの低活動に対する代償的変化であると推定される。
微動観測による不整形堆積盆地の地下構造推定に基づく強震動予測と破壊能評価

本研究では,地下構造を表す垂要なパラメータの一つであるS波速度構造を簡単に求めることができる微動探査法の一つとして近年発表された,拡張Henstridge法(仮称)の大アレイ(半径600m程度まで)への適用性と実用性を検討している.拡張Henstridge法とは,円周上の最低3点に配置した地震計のアレイによって微動観測をすることにより,その地点での表面波位相速度の分散曲線を求める微動探査法であり,円の中心点に地震計を置く必要がないことと,円周上の不等間隔配置が許容されることを大きな特徴とする.アレイ半径5m,15mではその適用性が示されているが,より半径が大きなアレイへの適用例はこれまでなかった.本論文では3点から成る大アレイヘの拡張Henstridge法の適用性と実用性を検討するため,地下構造が既知の場所に半径25mから600mまでの等間隔・不等間隔の3点円形アレイを展開し,微動探査を実施した.まず最初に、円周上に正三角形に近い形で配置した3点に円の中心点を加えた4点アレイで微動観測を行ない,得られたデータにSPAC法を適用することで,観測地点直下の分散曲線を推定している.さらに、等間隔・不等間隔の3点アレイを利用して拡張Henstridge法により分散曲線を推定し,SPAC法により推定した分散曲線と比較して解析結果の妥当性を検討している.拡張Henstridge法の解析結果が,SPAC法とほぼ同程度の精度を持つことや,妥当に分散曲線が求まる波長範囲がSPAC法よりも長波長側にずれる傾向があることを明らかにしている.また,不等間隔配置した場合,観測誤差などによって分散曲線の推定精度が影響を受けるが,観測点の偏り度合がどの程度であれば妥当な解析結果が高い割合で求まるか,またその場合に分散曲線の妥当に求まる波長範囲がどのようであるかを実証的に検討している.本研究では,地下構造を表す垂要なパラメータの一つであるS波速度構造を簡単に求めることができる微動探査法の一つとして近年発表された,拡張Henstridge法(仮称)の大アレイ(半径600m程度まで)への適用性と実用性を検討している.拡張Henstridge法とは,円周上の最低3点に配置した地震計のアレイによって微動観測をすることにより,その地点での表面波位相速度の分散曲線を求める微動探査法であり,円の中心点に地震計を置く必要がないことと,円周上の不等間隔配置が許容されることを大きな特徴とする.アレイ半径5m,15mではその適用性が示されているが,より半径が大きなアレイへの適用例はこれまでなかった.本論文では3点から成る大アレイヘの拡張Henstridge法の適用性と実用性を検討するため,地下構造が既知の場所に半径25mから600mまでの等間隔・不等間隔の3点円形アレイを展開し,微動探査を実施した.まず最初に、円周上に正三角形に近い形で配置した3点に円の中心点を加えた4点アレイで微動観測を行ない,得られたデータにSPAC法を適用することで,観測地点直下の分散曲線を推定している.さらに、等間隔・不等間隔の3点アレイを利用して拡張Henstridge法により分散曲線を推定し,SPAC法により推定した分散曲線と比較して解析結果の妥当性を検討している.拡張Henstridge法の解析結果が,SPAC法とほぼ同程度の精度を持つことや,妥当に分散曲線が求まる波長範囲がSPAC法よりも長波長側にずれる傾向があることを明らかにしている.また,不等間隔配置した場合,観測誤差などによって分散曲線の推定精度が影響を受けるが,観測点の偏り度合がどの程度であれば妥当な解析結果が高い割合で求まるか,またその場合に分散曲線の妥当に求まる波長範囲がどのようであるかを実証的に検討している.表層地質が地震動の特性に大きく影響し、地震動災害が限られた特定の地域に集中する現象をしばしば経験してきた。1985年メキシコ地震や、1995年兵庫県南部地震の地震災害に見られるように構造物群或は地盤の被害の分布・様相が、被害地域によって著しく集中、或は偏在し、局所的な敷地地盤の動特性(サイト特性)の差異が被害分布に最も大きな影響を及ぼしていると判断され場合が多いのである。このような地震被害甚大なサイトの地層構成は水平成層であるよりも、深さ方向のみならず、水平方向にも複雑に変化する地盤を伝播する地震動の焦点効果により生ずる地動増幅現象や、軟質地盤と硬質地盤からなる盆地瑞部において生成される盆地生成表面波などにより構造物に入力する地動特性の破壊能を飛躍的に増大させるためと推測されているのである。したがって、このような不整形堆積盆地において微動観測を実施し、空間自己相関関数法により推定した地下のS波構造に基づき強震動予測とその破壊能評価を行うことを目的とする。地盤は交通振動や工場等の人工的な振動源や海岸に打ち寄せる波浪などにより常時振動している。この常時微動を円周上の等角度の位置に配置した地震計により、いわゆるアレイ観測することから地盤の表面を伝播するレーレーの位相速度(振動数の関数となり分散曲線と呼ぶ)を検出し、その分散曲線に基づき地下のS波速度構造分布を推定する。そのS波速度構造から堆積盆地の解析モデルを作成し、3次元あるいは2.5次元境界要素法により強震動予測を行い、構造物の破壊能評価を行う。

本研究では,地下構造を表す重要なパラメータの一つであるS波速度構造を簡単に求めることができる微動探査法の一つとして近年発表された,拡張Henstridge法(仮)の大アレイ(半径600m程度まで)への適用性と実用性を検討している.拡張Henstridge法とは,円周上の最低3点に配置した地震計のアレイによって微動観測をすることにより,その地点での表面波位相速度の分散曲線を求める微動探査法であり,円の中心点に地震計を置く必要がないことと,円周上の不等間隔配置が許容されることを大きな特徴とする.アレイ半径5m,15mではその適用性が示されているが,より半径が大きなアレイへの適用例はこれまでなかった.本論文では3点から成る大アレイへの拡張Henstridge法の適用性と実用性を検討するため,地下構造が既知の場所に半径25mから600mまでの等間隔・不等間隔の3点円形アレイを展開し,微動探査を実施した.まず最初に、円周上に正三角形に近い形で配置した3点に円の中心点を加えた4点アレイで微動観測を行ない,得られたデータにSPAC法を適用することで,観測地点直下の分散曲線を推定している.さらに、等間隔・不等間隔の3点アレイを利用して拡張Henstridge法により分散曲線を推定し,SPAC法により推定した分散曲線と比較して解析結果の妥当性を検討している.拡張Henstridge法の解析結果が,SPAC法とほぼ同程度の精度を持つことや,妥当に分散曲線が求まる波長範囲がSPAC法よりも長波長側にずれる傾向があることを明らかにしている.また,不等間隔配置した場合,観測誤差などによって分散曲線の推定精度が影響を受けるが,観測点の偏り度合がどの程度であれば妥当な解析結果が高い割合で求まるか,またその場合に分散曲線の妥当に求まる波長範囲がどのようであるかを実証的に検討している.
ロール塗布における気泡同伴に関する研究

水平な回転軸を有するロールとその真上に置かれた透明な水平平板の間のニップ部に保持された塗液中への回転ロールに依る気泡同伴現象について、塗液粘度・ニップ間隔・ロール周速等を変えて実験を行い、1)気泡同伴に対する気泡同伴点メニスカス線の歪みや搖れの影響、2)同伴気泡の大きさや同伴気泡数(同伴空気流量の指標)、3)空気同伴開始点のロール周速、などを観察測定した結果、次のことが明らかになった。低粘度の場合、ロール周速が低いとき、メニスカス線は比較的外側にあり、直線状で安定していて搖れは無い。ロール周速が増すと共に、メニスカス線は奥に移動し、ある臨界速度を越えるとメニスカス線より少し奥から沸騰する様に激しく気泡混入が始まる。このとき、メニスカス線はほぼ直線状であり細かく揺れ動いたが、それが気泡同伴に影響している様子は見られなかった。他方、高粘度の場合は、メニスカス線の後退以前に気泡同伴が比較的一様に散らばって生じた。さらにロール周速を上げると、メニスカスが後退し初め、気泡混入がより全面的に活発になり、特に渦巻く様に激しく気泡同伴が生じる所が数カ所見られた。同伴気泡は、低粘度の場合はその大きさが数mmオーダーと肉眼でも見えるほど大きかったが、高粘度になると非常に小さくなり、気泡同伴が活発な所では点状の微小同伴気泡が集まって煙か蒸気の様に見えた。同伴気泡径が10μm以下の場合は気泡は液に溶解して見る見るうちに小さくなる為、同伴時の気泡径の測定は困難であった。一般的には、Ca数が増大すると共に、同伴気泡径は小さくなり、時間当りの同伴気泡個数は増加した。また、気泡同伴の開始速度は、粘度の上昇と共に、明らかに低下した。気泡同伴開始点の臨界Ca数-物性無次元数の相関関係図に於ては、低粘度の場合流れの拘束の影響が顕著に出たが、高粘度の場合はその影響はさほど顕著ではなかった。研究計画の初年度として、ロ-ル塗布試験機を購入し、低粘度塗液の場合について、1)気泡同伴点におけるメニスカス線のゆがみやゆれの気泡同伴に対する影響、2)同伴気泡の大きさや同伴気泡数(同伴空気流量の指標)、3)空気同伴開始点のロ-ル周速などを観察測定した。ロ-ル周速が比較的低い場合には、ニップ部前後に生じるメニスカス線は、比較的外側にあり、その形状は直線的で安定しており、ゆれはない。しかし、ロ-ル周速をあげてゆくと、気泡同伴にかかわる入口側メニスカス線がニップ部の奥に後退するとともに、ある臨界速さを越えると、メニスカス線のわずか後方の所々から(ロ-ル巾方向に一様にではなく)沸騰するように激しく気泡が混入した。このとき、メニスカス線は、グロ-バルには直線状であるものの細かく波打ち振動したが、それは気泡同伴に影響している様子はなかった。