hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
間伐強度が森林土壌の窒素貯留機能に及ぼす影響解明のための微生物学的アプローチ

本研究は、日本の人工林管理である間伐強度の違いが、窒素循環の律速であるアンモニア酸化を担うアンモニア酸化真性細菌(AOB)とアンモニア酸化古細菌(AOA)に注目し、この微生物生態系へ与える影響を解析した。その結果、土壌間隙水中のNO_3-N濃度は強度間伐で最も低かった。春先にかけて、強度間伐では、AOBの存在比が、その他の間伐区に比較して高いことが明らかとなった。これより、強度間伐では他区とアンモニア酸化微生物の構成が異なり、窒素循環にも影響を与える可能性が示唆された。林業の衰退に伴う森林管理(間伐)の放棄が森林生態系の窒素浄化能を低下させ、それによる森林の窒素飽和と渓流水等への窒素流出が懸念されている。本研究は、窒素循環の律速であるアンモニア酸化を担うアンモニア酸化真性細菌(AOB)とアンモニア酸化古細菌(AOA)に注目し、森林管理である間伐がこの微生物生態系へ与える影響を解析した。異なる間伐強度(無間伐、弱度間伐、強度間伐)の地点をモニタリングポイントとし、各地点の土壌間隙水と、間隙水の採取点周辺の3カ所より深度5 cmの土壌試料を採取した。各試料の採取は5月から11月まで月1回の頻度にて行い、また6、8、11月では深度20 cmと50 cmの土壌試料、そして8月以降はリター層も採取した。土壌間隙水では、NH4-N、NO2-N、NO3-N濃度を測定した。微生物生態系は、各土壌試料とリター層より抽出したDNAを用い、amoA遺伝子を標的とした定量PCRとDGGE法による分子生物学的手法によって解析した。調査した全土壌間隙水中のNO3-N濃度は、強度間伐で0.7 mg l-1以下、無間伐で1.7 mg l-1から26.8 mg l-1、弱度間伐で0.16 mg l-1から17.6 mgl-1であり、強度間伐で最も低かった。AOBの解析では、定量PCRにより6月の強度間伐における遺伝子コピー数が同月他区に比較して多かったが、他の月で差はなかった。また6月の弱度間伐と無間伐では土壌深度が深くなるにつれて遺伝子コピー数は減少したが、強度間伐では深度による差はなかった。AOAの解析では、5月と7月の強度間伐にて各月の他区より遺伝子コピー数が多くなることが観察された。AOA/AOBの比は強度間伐では5 7月で他区より小さかった。本研究では森林土壌の窒素貯留機能に着目し、間伐強度による森林の窒素貯留機能に及ぼす影響について微生物学的視点から解明することを目的にする。具体的には、間伐強度を操作して長い歴史を持つ当大学試験林で、(1)間伐強度の違いによる樹種多様性、(2)土壌間隙水の窒素鉛直濃度分布および(3)窒素循環に関わる微生物群集構造を遺伝子解析法により質的量的に解明することで、(4)森林管理と窒素貯留機能との関係性を解明し、持続可能な森林資源および健全な水資源を確保するための森林管理手法を提案することである。本年度は、春夏秋において、間伐強度の違う3つのサイトで調査を行った。間隙水の窒素鉛直濃度分布では、強度間伐をした森林において、他に比較して著しい窒素濃度の低下が見られた。また、このときの土壌を表層からコアサンプリングを行った。土壌サンプルからDNA抽出を行い、窒素循環の中で律速段階にあるとされるアンモニア酸化に関わる微生物の検出を目的に、amoA遺伝子を標的としたプライマーを用いてrealtimePCRによってコピー数を明らかにした。その結果、アンモニア酸化古細菌(AOA)については、春夏秋の季節の違い、森林管理の違いによるコピー数への影響は顕著に認められなかった。これまでもアンモニア酸化微生物の中で、AOAは土壌に卓越して存在することが言われており、今回観察された森林管理の違いによる間隙水中の窒素濃度の違いの範囲においては、AOAの存在数に大きな変化が見られるほどの違いとして影響がないと考えられた。今後、アンモニア酸化細菌(AOB)との関係性についても明らかにする必要がある。震災対応などの雑務に追われたこと、また、申請当初に計画していた研究補助の人員を確保できなかったことで、申請時の計画に比べ、やや遅れている。サンプリングは行っており、実験の元となるDNAの抽出はされているので、今後の巻き返しは十分可能である。H24年度には、研究補助の人員を確保することができたため、前年度の遅れも含めて計画のとおりに進めることができる。

H24年度の研究費は、主に、分析に必要な消耗品費、また、研究補助に対する謝金、そして成果報告のための旅費と本現場で森林管理の研究を行っているメンバーとのディスカッションのための会合への旅費に使用する予定である。
モジュレーション空間とその偏微分方程式への応用

モジュレーション空間に関する「基本課題の解明」と「偏微分方程式への応用」に関する研究を行い、研究期間全体を通じて以下の成果を得た。(1)BihimaniとRatnakumarは2016年に非線形シュレーディンガー方程式と非線形クライン・ゴルドン方程式の研究において、もし関数Fがモジュレーション空間上作用するならばFは解析的な関数でなくてはならないこと(モジュレーション空間におけるKatznelson型の定理)を証明した。しかし、彼らの論文やその後に発表されたBihimaniによるウィーナーアマルガム空間と作用関数の研究にも述べられているように、この定理の逆が成り立つかどうかは未解決であったが、佐藤圓治氏(山形大学)と共同研究においてFが実解析関数ならばモジュレーション空間上作用するが示せた。我々の方法はウィーナーアマルガム空間に対しても応用可能であることが分かった。(2)G.Follandは1989年に正で対称な急減少関数を基本波束とする波束変換を用いたSobolev空間型の波面集合の特徴づけを行った。その論文の中で彼は基本波束が正で対称な急減少関数であることが必要であるかという問題を提示した。今回加藤圭一氏(東京理科大学),伊藤真吾氏(北里大学)との共同研究で得られた成果はこの問題に対する答えであり、基本波束が0でない急減少関数を基本波束とする波束変換でもSobolev空間型の波面集合の特徴づけることが可能であることが分かった。(3)シュレディンガー方程式やエアリー方程式を含むような高階の分散型方程式の解を短時間フーリエ変換を用いて表すことに成功した。この表示を用いてモジュレーション空間の枠組みにおける高階の分散型方程式の解のストリッカーツ型評価式を得ることが出来た。(加藤圭一氏、伊藤真吾氏、高橋直氏との共同研究)本年度はモジュレーション空間とウィーナーアマルガム空間に関する「基本課題の解明」と「偏微分方程式への応用」に関する研究を行った。主要な結果として以下の2つを得た。(1)Divyang G. BihimaniとP. K. Ratnakumarは2016年に非線形シュレーディンガー方程式と非線形クライン・ゴルドン方程式の研究において、もし関数Fがモジュレーション空間上作用するならばFは解析的な関数でなくてはならないこと(モジュレーション空間におけるKatznelson型の定理)を証明した。しかし、彼らの論文やその後に発表されたBihimaniによるウィーナーアマルガム空間と作用関数の研究にも述べられているようにこの定理の逆が成り立つかどうかは未解決であったが、今回佐藤圓治氏(山形大学)と共同研究において得られた研究成果によりこの定理の逆が成り立つことを証明できた。(2)Gerald B. Follandは1989年に正で対称な急減少関数を基本波束とする波束変換を用いたSobolev空間型の波面集合の特徴づけを行った。佐藤圓治氏(山形大学)との共同研究で得られたモジュレーション空間およびウィーナーアマルガム空間における作用関数の特徴づけで得られたアイデアは今後の研究においても重要な役割を果たすと考えられる。このアイデアが早い段階で得られたことにとても満足している。昨年度に続き、本年度もモジュレーション空間とウィーナーアマルガム空間に関する「基本課題の解明」と「偏微分方程式への応用」に関する研究を行った。主要な結果として以下を得た:シュレディンガー方程式やエアリー方程式を含むような高階の分散型方程式の解の性質をルベーグ空間Lpの枠組みで研究する場合、まず方程式の解をフーリエ変換を用いて表示し(フーリエ乗子作用素で表す)、この表示と関数解析及び実解析的方法(例えばフーリエ乗子作用素のLp-Lq評価式や停留位相の方法など)を用いて解のもつ性質を解明する方法がある。モジュレーション空間の枠組みでこれらの方程式の解の性質を解明する場合にも、これまではフーリエ変換を用いた解の表示が用いられてきた。一方、加藤-小林-伊藤(Tohoku Math. J. (2012))において指摘されているように(少なくともシュレディンガー方程式の場合)解の性質をモジュレーション空間の枠組みで調べる場合にはフーリエ変換ではなく短時間フーリエ変換を用いた方が遥かに扱いやすい。しかし、エアリー方程式(や一般の高階の分散型方程式)に対して短時間フーリエ変換を用いた解の表示が可能かは明らかではなかった。今回はシュレディンガー方程式やエアリー方程式を含むような高階の分散型方程式の解を短時間フーリエ変換を用いて表すことに成功した。今回の研究の副産物として、斉次型モジュレーション空間の基本性質が明らかに出来た。今後の研究において斉次型モジュレーション空間は重要な役割を果たすことが期待できる。

(1)BihimaniとRatnakumarは2016年に非線形シュレーディンガー方程式と非線形クライン・ゴルドン方程式の研究において、もし関数Fがモジュレーション空間上作用するならばFは解析的な関数でなくてはならないこと(モジュレーション空間におけるKatznelson型の定理)を証明した。しかし、彼らの論文やその後に発表されたBihimaniによるウィーナーアマルガム空間と作用関数の研究にも述べられているように、この定理の逆が成り立つかどうかは未解決であったが、佐藤圓治氏(山形大学)と共同研究においてFが実解析関数ならばモジュレーション空間上作用するが示せた。我々の方法はウィーナーアマルガム空間に対しても応用可能であることが分かった。(2)G.Follandは1989年に正で対称な急減少関数を基本波束とする波束変換を用いたSobolev空間型の波面集合の特徴づけを行った。その論文の中で彼は基本波束が正で対称な急減少関数であることが必要であるかという問題を提示した。今回加藤圭一氏(東京理科大学),伊藤真吾氏(北里大学)との共同研究で得られた成果はこの問題に対する答えであり、基本波束が0でない急減少関数を基本波束とする波束変換でもSobolev空間型の波面集合の特徴づけることが可能であることが分かった。(3)シュレディンガー方程式やエアリー方程式を含むような高階の分散型方程式の解を短時間フーリエ変換を用いて表すことに成功した。この表示を用いてモジュレーション空間の枠組みにおける高階の分散型方程式の解のストリッカーツ型評価式を得ることが出来た。(加藤圭一氏、伊藤真吾氏、高橋直氏との共同研究)今回得られたアイデアをもとにモジュレーション空間と絶対収束するFourier級数をもつトーラス上の連続関数の空間との関連性を明らかにしていく。同時に2011年頃から行っている短時間Fourier変換を用いたシュレーディンガー方程式の解表示(小林-加藤-伊藤)で得られたアイデアをさらに発展させて様々な偏微分方程式にモジュレーション空間からアプローチしていく。研究初年度に得られた佐藤圓治氏(山形大学)との共同研究で得られたモジュレーション空間のおける作用関数の特徴づけをさらに発展させ、一般の重み付きモジュレーション空間における非線形作用素の特徴づけを行う。
北東アジアの後期旧石器時代における剥離技術の変容に関する研究

本研究では、北東アジアにおいて規格的な細石刃の量産を目的とする細石刃剥離技術の出現が、後期旧石器時代における石器製作技術の変容の画期となっていることが明らかにされた。とりわけ、LGM段階の広範囲の諸地域において、打撃法から押圧剥離法による細石刃剥離への移行が進んだことが明らかにされた。それとともに、その移行には石刃・剥片剥離への有機質剥離具を使用した直接打撃法の採用が密接に関連していることが明らかとなった。本研究では、北東アジアの後期旧石器時代における剥離技術の変容において重要な画期となっていた、有機質剥離具による直接打撃法、ならびに押圧剥離法を適用した石刃や細石刃の剥離技術の出現に関して、地域ごとの様相の把握をおこなうことを目的としている。今年度は、北海道と本州ならびに中国北部での関連資料の検討をおこなった。対象とする資料は、有機質剥離具による直接打撃法、ならびに押圧剥離法が出現したと想定される最終氷期最寒冷期(LGM)前後の石器群である。日本国内の北海道および本州では、接合資料を含めた実物資料の分析に取り組んだ。対象とした資料体に関しては、接合資料の観察・検討にも基づきながら、石器群全体の剥離工程の復元をおこなうとともに、フラクチャー・ウィングの分析により剥離方法の同定も試みた。結果的に、多くの細石刃石器群において押圧剥離法による細石刃剥離がおこなわれていたことが明らかにできた。剥離方法の同定対象には、細石刃や細石刃核の調整剥片類だけでなく、伴う石刃も含めた。中国北部の資料に関しては、関連資料のリストアップならびに文献集成を実施し、石器群が帰属する年代の精査や分布の確認を終了させた。今年度は、本研究の成果を公表するため、国際学会で2回(日本・東京、ルーマニア・ヤシ)、国内での学会で1回(シンポジウム「日本列島における細石刃石器群の起源」:長野県御代田市)、口頭発表をおこなった。また関連する英文論文を1本、和文論文を1本発表している。本研究の目的は、北東アジアの後期旧石器時代における剥離技術の変容の画期を明らかにするために、有機質剥離具による直接打撃法ならびに押圧剥離法を適用した石刃・細石刃剥離技術が、いつ頃、どのような過程を経て出現したのかを把握することにある。今年度は、北海道と本州ならびに韓国での関連資料の検討をおこなった。対象とした資料は、最終氷期最寒冷期(LGM)前後の石器群である。剥離方法の同定にはフラクチャー・ウィングの分析手法を適用した。北海道では、押圧細石刃剥離技術出現以前の複数の石器群で剥離方法の同定をおこなった結果、有機質の剥離具を石刃や剥片剥離に適用するようになるのは、押圧剥離法による細石刃剥離技術が出現して以降のことであることが明確となった。また、広郷型細石刃核の検討を通して、一連のリダクションの過程にある細石刃剥離技術と彫刀面剥離技術には相違する剥離方法が適用されていた実態が把握された。関連して、北海道ニセコ町内の剥片尖頭器が出土している旧石器資料の再整理作業をおこない、剥片尖頭器と蘭越技法による細石刃剥離技術との関係について問題提起をおこないうるデータを取得している。本州では、多様な細石刃核からの細石刃剥離が、共通して押圧剥離法の適用によるものであることを明らかにした。韓国の細石刃石器群に関してもひろく押圧剥離法の適用による細石刃剥離が実施されていた可能性が把握できた。本年度は、研究成果公表のため、国際学会で3回(スペイン・ブルゴス、韓国・公州、日本・東京)、国内の学会で1回の口頭発表をおこなっている。また本研究に関連する論文を2本発表している。剥離具および剥離法の変化が地域間でいつ頃生じたのかを特定すること、そしてその相互関係を明らかにすることを主要な課題にすえた。今年度は、中国で細石刃石器群とその出現以前の段階にかかわる関連資料の調査をおこなった。資料調査を実施したのは、北京古脊椎動物与古人類研究所、河北師範大学、河南省文物考古史研究所であり、そこで発掘資料の精査をおこなった。中国北部地方では、細石刃石器群の出現に伴い、細粒質の石材を利用するという傾向および押圧剥離法を含めた新しい剥離法と剥離具が採用されるという製作技術の傾向に劇的な変化が生じていることを確認した。この変化が、遺跡で得られている年代測定値にもとづくと、年代的にはLGM直前の段階にまでさかのぼる可能性があることを把握した。ロシアのシベリアでは後期旧石器時代初頭の段階から細石刃(小石刃)が存在する可能性が示されているが、中国北部地方ではそれらとは技術体系として異なる細石刃剥離技術が出現期から存在していることを確認した。本年度は、研究成果公表のため、国際学会で2回(イギリス・ロンドン、日本・名古屋)、国内の学会で3回の口頭発表をおこなっている。また本研究に関連する論文を1本発表している。

とりわけ、LGM段階の広範囲の諸地域において、打撃法から押圧剥離法による細石刃剥離への移行が進んだことが明らかにされた。それとともに、その移行には石刃・剥片剥離への有機質剥離具を使用した直接打撃法の採用が密接に関連していることが明らかとなった。日本国内での分析は順調に進んでいる。また、周辺地位域での資料調査も実現できた。考古学今後の研究計画としては、北海道の資料に関しては広郷型および峠下型細石刃核での剥離技術の分析をおこない、彫器の彫刀面剥離技術との比較から、彫器と細石刃の剥離技術との関係の検討を試みる。本州の資料に関しては、さらに系統的に資料調査を進め、小石刃と細石刃剥離技術の相違と系譜関係の検討を進める。また周辺地域として中国で近年得られている出現段階の細石刃石器群についても資料調査を実施していく予定である。また、名古屋で平成27年78月に開催される第19回国際第四紀学会では、セッション「Human behavioral variability in prehistoric Eurasia」を組織し、研究成果の国際的発信と関連する課題の議論を参加する予定の海外の研究者とともに実施する予定である。日本国内での資料分析は順調に進んでいる。また、周辺地域に関するデータ収集もほぼ予定通り進行できている。今後の計画としては、今年度は北海道の最終氷期最寒冷期(LGM)前後の石器群に関する補足的な調査をおこない、当該石器群についての分析作業を終了させるとともに、本州の石器群を対象とした分析を本格化させる予定である。本州では、周知の通り、細石刃石器群が出現する以前の段階から小形の石刃を剥離する技術が存在している。そうした小形石刃剥離技術と細石刃石器群との技術的・文化伝統的な関連に、これまで多くの注目が集められてきた。本研究では、フラクチャー・ウィングの分析に基づいた剥離方法の同定という観点から、本州の石刃や細石刃の剥離技術に押圧剥離法がいつ頃、どのような経緯で導入されたのかを明らかにしていきたい。こうした検討は、本州の細石刃石器群が周辺地域との関係でどのように出現したのかを解明することにもつながることになろう。中国と韓国については、年代や石器群の内容についても含めた関連資料の集成を終了させている。日程調整の関係から国外での資料調査を実施できなかったので、それを次年度実施することとなった。次年度は物品費の他に国外資料調査のために旅費を使用する計画である。
ジェットエンジン燃焼器におけるバイオジェット燃料の不安定燃焼メカニズムの解明

バイオおよびジェット燃料を用いたジェットエンジンモデル燃焼器における燃焼不安定性および環境負荷物質生成特性に関して,風洞設備を使用することで,室温大気圧,高温高圧および実用燃焼器に相当する環境下において燃焼試験を実施する.それらの燃料の性状の違いが排気特性,燃焼不安定性に及ぼす影響を調べる.燃焼不安定性モードの出現や遷移に着目する.圧縮性反応性熱流体の解析に加え,線形および非線形モード分解手法を適用することにより現象の低次元化およびメカニズムの解明を行う.同時に機械学習法を用いた解析を行う.上記解析の組み合わせにより燃焼不安定性のメカニズムや不安定性に及ぼすパラメータの影響を明らかにする.バイオおよびジェット燃料を用いたジェットエンジンモデル燃焼器における燃焼不安定性および環境負荷物質生成特性に関して,風洞設備を使用することで,室温大気圧,高温高圧および実用燃焼器に相当する環境下において燃焼試験を実施する.それらの燃料の性状の違いが排気特性,燃焼不安定性に及ぼす影響を調べる.燃焼不安定性モードの出現や遷移に着目する.圧縮性反応性熱流体の解析に加え,線形および非線形モード分解手法を適用することにより現象の低次元化およびメカニズムの解明を行う.同時に機械学習法を用いた解析を行う.上記解析の組み合わせにより燃焼不安定性のメカニズムや不安定性に及ぼすパラメータの影響を明らかにする.
中等教育におけるサービス・ラーニングの影響に関する研究

我が国におけるサービス・ラーニングの可能性を分析するために、東京都立高校で実施されている必修教科「奉仕」の受講生、担当教員、受け入れ団体、大学生に調査を行った。分析の結果、(1)受講生の自尊感情が向上したこと、(2)受講生のボランティア活動意欲が高まったこと、(3)教員が地域社会と連携する意識が向上したこと、(4)地域社会の人々が受講生と接することで高校を身近な存在と考えるようになることなどの影響が確認された。日本の中等教育のサービス・ラーニングとして初めての必修科目である教科「奉仕」の影響を総合的に調べるために受講生徒(1)卒業生(2)教員(3)地域社会(4)それぞれについて以下の項目を実施した。1.都立高校生対象の質問紙調査の準備短期的な影響として受講生徒への影響を測るために、武蔵村山高校(郊外立地標準偏差値校)上野高校(都心立地標準偏差値校)武蔵高校(郊外高偏差値校)の教科「奉仕」受講生を対象としてプレ調査を行った。今年度本格的な質問紙調査を行う予定であったが、奉仕活動が今年度から5月開始の高校があり活動前の調査が困難となったため次年度に本格的な調査を行うことし、前提として受講生徒へのプレアンケート聞き取りを行い質問紙の推敲を行った。2.大学生対象の質問紙調査の準備長期的な影響として都立高校卒業生への影響を測るために、早稲田大学、立教大学、明治学院大学など懇意にしている教員の所属する四年制大学に調査協力依頼を行った。また社会奉仕体験活動への参加意欲や市民性・社会性を測る指標を、これまでのボランティア団体や大学生への調査結果、並びに他調査から検討を行い、質問紙を作成した。3.都立高校の教科「奉仕」担当教員へのインタビューの実施・分析多様な高校での教科「奉仕」の展開および受講生と・教員・地域社会への影響について測るために、秋留台高校(全日制普通科:エンカレッジスクール)練馬工業高校(全日制職業科:エンカレッジスクール)五日市高校(定時制職業科)葛西工業高校(全日制職業科)計4校のインタビュー調査を東京都教育委員会の協力を得て行った。4.活動受け入れ団体担当者へのインタビューの準備地域社会への影響を測るために、先の協力校3校から受け入れ団体を紹介していただき、各校成果報告会などへの参加を経てインタビュー調査を行うためのラポールづくりを行った。また先行してインタビュー調査を行った。2007年度に全東京都立高等学校において必修教科「奉仕」が開始された。これは日本におけるサービス・ラーニング展開の歴史において画期をなすことである。教育と実践を有機的に結合するコーポラティブ教育の一形態としてアメリカで始められたサービス・ラーニングは、日本では高等教育機関である大学において正課外や選択科目として導入された。しかし必修科目である点、そして受講生の人数規模が巨大である点で、都立高校におけるサービス・ラーニングの展開はまったく次元を異にするものである。2007年度の高校1年次に教科「奉仕」を履修した生徒の多くが2010年度には大学へと進学することをふまえ、教科「奉仕」の生徒・教員・地域社会への影響をインタビュー及び、2つの質問紙調査によって実証的に検討することを目的とする。上記の目的のために23年度は以下の研究を行った。1、サービス・ラーニングに関する動向と理論的検討2、都立高校生対象の質問紙調査の実施短期的な影響として、武蔵村山高校(郊外立地標準偏差値校)、上野高校(都心立地標準偏差値校)、武蔵高校(郊外高偏差値校)の受講生を対象として、事前学習中の7月、社会奉仕体験活動と事後学習実施後の12月にアンケート調査を行った。3、大学生対象の質問紙調査の準備長期的な影響を測るため、国立東京学芸大学、早稲田大学、学習院大学など懇意にしている教員の所属する四年制大学数校に調査協力依頼を行った。4、都立高校の教科「奉仕」担当教員へのインタビューの実施・分析前年度に引き続き、困難校での教科「奉仕」の実施について、新宿山吹高校(単位制)、桐ヶ丘高校(チャレンジスクール)の教科「奉仕」担当教員へのインタビューを行った。5、活動受け入れ団体担当者へのインタビューの実施先の協力校7校の協力を得て、昨年度ラポール形成を行ったいくつかの受け入れ団体に対してインタビュー調査を行った。6、調査結果のまとめ調査結果の集計と分析を行う。資料の整理と調査票の整理・分析をふまえ、総合的な検討を行った。

2007年度の高校1年次に教科「奉仕」を履修した生徒の多くが2010年度には大学へと進学することをふまえ、教科「奉仕」の生徒・教員・地域社会への影響をインタビュー及び、2つの質問紙調査によって実証的に検討することを目的とする。24年度は、研究年度の最終年度として、以下の調査を実施し分析を行った。1「都立高校生対象の質問紙調査の実施」として、昨年度教科「奉仕」終了直後の第一学年に対して行ったアンケート調査との意識の比較を行うために、前年協力いただいた高校において第2学年に対するアンケート調査を行った。2「大学生対象の質問紙調査の実施」として、教科「奉仕」を受講した都立高校卒業生と受講していないその他の高校生の卒業生との意識の比較を行うために大学生対象のアンケート調査を協力教員の協力に基づき、今年度後半に行った。3「都立高校の教科「奉仕」担当教員へのインタビューの分析」として、前年度までに行った担当教員のインタビューをまとめ、教科「奉仕」の教員への影響を分析した。4「活動受け入れ団体担当者へのインタビューの実施」として、協力いただいた高校の奉仕活動受け入れ団体にインタビューを行い、地域社会への影響を分析した。5「調査結果のまとめ」として、学会で報告を行い、報告書を作成し、協力高校にフィードバックを行った。23年3月に起こった東日本大震災の影響により、全国的(特に研究対象としている東京都)においてボランティア活動に対する意識の向上がみられ、教科「奉仕」の影響について測定を行うことが、昨年度前半に困難となった。そのため、短期的影響、長期的影響ともに、調査枠組みの変更を余儀なくされている。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は、研究年度の最終年度として、1、引き続き短期的な影響についての前年協力いただいた3校でアンケート調査を行う。2、大学生対象のアンケート調査を今年度前半に行う。3、都立高校教科「奉仕」担当教員のインタビューをまとめ、教科「奉仕」の教員への影響を分析する。4、引き続き活動受け入れ団体にインタビューを行い、地域社会への影響を分析する。5、研究成果をまとめ学会で報告を行い、報告書を作成し、協力校にフィードバックを行う。
新規スタンニル基を立体保護基とする新しい典型元素化合物の創製

第三周期以降の典型元素化合物の研究において、嵩高い置換基を導入し速度論的に安定化された種々の典型元素化合物が合成され、近年注目を集めている。我々は電気陽性なスズを中心官能基化元素に選び、剛直なトリプチセン(Trp)骨格を3つ有するトリス(9-トリプチシル)スタンニル基(Trp3Sn-)を新しい立体保護基として用いる検討を行ってきた。これまでに、スズ上に典型元素官能基の導入検討を行い、初めての安定なスタンナンチオールやアシルスタンナンなどの合成単離等が可能となった。チオール体の酸化反応により対応するスタンナンスルフェン酸(Trp3Sn-SOH)の合成に成功し、その結晶構造を明らかにし、このスルフェン酸の熱分解反応における速度論的検討から、Sn-S-Oの3員環を含む超原子価遷移状態を経由して対応するアルコール体を定量的に与えることを見いだした。一方で、この置換基のスズ原子上に導入した官能基の変換反応は、新しい官能基の性質を知る上で重要であるが、立体障害のため困難であった。例えぼ、合成したアシルスタンナン類と有機リチウム試薬との反応では、スズ上でのアート型錯体形成と続くアシルリチウムの発生を確認できたものの、カルボニル炭素上は求核試剤との反応性を示さなかった。また、Trp3Sn-基を複数個典型元素上に導入する検討は困難であったため、スズを官能基導入元素とする新たな立体保護基の開発に着手した。3つのTrp基の一つをメチル基に置き換えたTrp2MeSn-基、およびトリプチセン骨格をエテノアントラセン骨格(ジベンゾバレリル基Dbb-)に換えたDbb3Sn-基をそれぞれ合成した。これらの置換基では立体保護効果を保ったまま反応点における立体障害を軽減出来ると期待され、実際スズアニオンの発生がより温和な条件で可能となった他、ジチオエステル等の新しい化合物群の合成が可能となった。我々はスズを中心官能基化元素に選び、剛直なトリプチセン骨格(Trp)を3つ有するトリス(9-トリプチシル)スタンニル基、Trp3Sn-を新しい立体保護基として用いて、新しい高周期典型元素を含む化合物の合成検討を行うこととした。これは、その嵩高さから充分な立体保護効果が期待できるほか、これまでの立体保護基の官能基導入元素が炭素であることとは異なり、導入される高周期典型元素に対してスズが電気陽性である点で、新しい物性の発現の可能性にも興味が持たれる。まず出発原料となるブロモ体の合成を行ないt-BuLiでのリチオ化が可能なことを見いだした。このリチオ体と単体硫黄の反応により、初めての安定なスタンナンチオールとしてTrp3SnSHの合成を行った。チオールなどの例では、炭素からスズ置換になることで、より一層不安定になることが予測されていたが、このTrp3Sn-SHは安定な結晶として得られ、3つのトリプチシル基の保護が有効に働いているためと考えられる。またリチオ体を経由する方法を用いて、種々の官能基(Fn=F, Cl, CH3, CH2Ph, OH, SH, etc)を導入し、これらの結晶構造を含む性質を明らかにした。新に合成した一連のTrp3Sn-Fn化合物は溶液中では3つのトリプチセンは等価であり、室温ではスズ-炭素周りの回転が遅いためトリプチセン骨格の3つのベンゼン環は非等価に温度依存性をもって観測された。

この動的挙動は溶液中でのトリプチセン骨格のギア状のかみ合いと回転に基づくものであり、エナンチオマー間での異性化挙動に相当する。温度可変NMRの詳細な検討により、導入された官能基の立体的電子的変化に起因する動的挙動の変化について定量的に明らかにした。この新規スタンニル基を用いて、さらなる新規典型元素化合物の合成を行うための端緒を得た。第三周期以降の典型元素化合物の研究において、嵩高い置換基を導入し速度論的に安定化された種々の典型元素化合物が合成され、近年注目を集めている。我々は電気陽性なスズを中心官能基化元素に選び、剛直なトリプチセン(Trp)骨格を3つ有するトリス(9-トリプチシル)スタンニル基(Trp3Sn-)を新しい立体保護基として用いる検討を行ってきた。昨年度までに、スズ上に典型元素官能基の導入検討を行い、初めての安定なスタンナンチオールやアシルスタンナンなどの合成単離等が可能となった。チオール体の酸化反応により対応するスタンナンスルフェン酸(Trp3Sn-SOH)の合成に成功し、その結晶構造を明らかにし、このスルフェン酸の熱分解反応における速度論的検討から、Sn-S-Oの3員環を含む超原子価遷移状態を経由して対応するアルコール体を定量的に与えることを見いだした。一方で、この置換基のスズ原子上に導入した官能基の変換反応は、新しい官能基の性質を知る上で重要であるが、立体障害のため困難であった。例えば、合成したアシルスタンナン類と有機リチウム試薬との反応では、スズ上でのアート型錯体形成と続くアシルリチウムの発生を確認できたものの、カルボニル炭素上は求核試剤との反応性を示さなかった。また、Trp3Sn-基を複数個典型元素上に導入する検討は困難であったため、スズを官能基導入元素とする新たな立体保護基の開発に着手した。3つのTrp基の一つをメチル基に置き換えたTrp2MeSn-基、およびトリプチセン骨格をエテノアントラセン骨格(ジベンゾバレリル基Dbb-)に換えたDbb3Sn-基をそれぞれ合成した。これらの置換基では立体保護効果を保ったまま反応点における立体障害を軽減出来ると期待され、実際スズアニオンの発生がより温和な条件で可能となった他、ジチオエステル等の新しい化合物群の合成が可能となった。
「リスク下にある子ども／若者」に対する教育支援・自立支援の事例研究

本研究では、社会的排除のリスク下にある子ども/若者を多く受け入れている高等専修学校を事例とし、1生徒たちにどのような教育支援・自立支援が行われるのか、2その支援は卒業生の社会的自立のプロセスとどのように関連するのか、という2点を描き出すことを目的とした。事例の高等専修学校では、在学時の教師の話の内容や教師・友人との心理的な絆が、卒業生の就業・就学継続を促す「想起される学校経験」となっていた。しかし卒業生のインタビューからは、そうした「想起される学校経験」が早期離職・中退者の社会的自立の困難にもつながりうることが示唆された。今年度は第1に、社会的排除のリスク下にある子ども/若者へのオルタナティブなプログラムに関する文献の収集・レビューを行った。収集した文献としては、当初予定していた"At-risk Students"にかんする欧米圏の文献のみならず、犯罪者の「立ち直り」(社会再参入)支援に関する文献や、精神保健福祉サービスにおけるストレングス・モデルに関する文献なども含めた。その結果、事例とする高等専修学校での自立支援との共通点として、1生徒/卒業生たちが有する長所や資源に働きかけるアプローチが有効であるという点、2対人関係の形成を重視したアプローチが有効であるという点、の2点が見出せた。第2に、高等専修学校の生徒26名へのインタビューを再分析し、改めて教員へのインタビュー調査を行うことで、社会的排除のリスク化にある生徒たちが進路を決定して卒業するメカニズムを探究した。その結果、狭義の進路指導に限らず、学校でのさまざまな経験(部活動、教師や障害をもつ生徒との交流など)が生徒たちにポジティブな自己像を提供し、進路決定に重要な意味をもつことがわかった。これらの分析については、日本教育社会学会での報告と論文化を行った。第3に、高等専修学校の卒業生の会合に参加し、さらに卒業生2名にインタビューを実施することで、卒業生の就業・就学継続の様相について把握を試みた。卒業生のインタビューからは、学校在学中に継続された生徒間関係や教師=生徒関係が、就業・就学を継続する大きな支えとなっている様子が語られた。第4に、高等専修学校を含む非主流の後期中等教育機関が社会的排除のリスク下にある子ども/若者に対して果たす役割について、主に不登校の子どもに焦点を当てながら、英語圏向けの書籍の1章として執筆した。その際、日本語から英語への翻訳を依頼した。日本では、社会的排除のリスク下にある子ども/若者の多くが、定時制高校・通信制高校・高等専修学校・サポート校などの非主流の後期中等教育機関に受け入れられてきた。本研究では、高等専修学校を事例とし、1生徒たちにどのような教育支援・自立支援が行われるのか、2その支援は卒業生の社会的自立のプロセスとどのように関連するのか、という2点を描き出すことを目的とした。今年度は、具体的に以下の2点について成果報告を行った。第1に、事例の高等専修学校で、生徒たちを卒業後の進路へと送り出すためにいかなる教育支援を行っているのかについて、論文執筆と国際会議でのポスター発表を行った。具体的に述べると、1特別活動や部活動、専門コースの授業、進路行事・職業体験の機会などを充実させることによる、学校内の多彩な出来事の創出、2「やりたいことがある/やりたいことを探している」フリーターに出会うような学校外の出来事(アルバイト、学校外の仲間集団との交流)の制御という2つの教育実践が、生徒の進路決定に重要な意味をもつことが明らかになった。第2に、事例の高等専修学校の卒業生たちにとって、いかなる教育支援が卒業後の就業・就学継続に有効であったかについて、卒業生のインタビューをもとにまとめ、学会発表を行った。具体的に述べると、高等専修学校在学時の教師の話の内容や教師・友人とのつながりが、卒業生の就業・就学の継続を促すような「想起される学校経験」となりうることが見出せた。しかし、卒業生の語りからは、就職先・進学先への定着を促す「辞めないための指導」が同時に離職・中退した者の社会的自立への困難にもつながりうるという、指導上のジレンマも見出された。26年度が最終年度であるため、記入しない。教育社会学26年度が最終年度であるため、記入しない。社会的排除のリスク下にある子ども/若者へのオルタナティブなプログラムに関する文献レビューでは、当初の予定より収集する文献の幅を広げたことで、事例研究との共通点を発見することができた。高等専修学校での進路形成に関する学校内調査は今年度中に成果としてまとめることができ、卒業生調査も見通しがついた。また、海外向けの書籍を分担執筆する機会にも恵まれ、そこでも高等専修学校での教育支援・自立支援の一端を提示することができた。今年度は調査を続行するとともに、積極的なアウトプットを予定している。第1に、卒業生へのインタビュー調査の協力者を継続して募り、その調査結果を9月の日本教育社会学会で発表する。

第2に、不登校生徒に焦点を絞り、教育支援・自立支援とその帰結について国際会議で報告する。第3に、高等専修学校の卒業生の自立プロセスを、他のさまざまな調査結果と比較することで、高等専修学校の自立プロセスの特殊性と支援の長所・課題を整理する(学内外などの研究会で発表し、次年度に学会報告を予定)。
創造的な思考過程を実現する基礎的モデル・計算原理に関する研究

本研究の目的は、既知な事象に対して、それを構成する特徴の抽出・記憶を行ない、この抽出・記憶した特徴を新しい組合せで再構成することにより新しい事象(未経験な事象)を生成するモデル、つまり、人間の創作的な思考課程の一つの基礎的なモデルを造り上げることによって、その計算原理を解明することにある。また、使用する手法は環境適応能力(各種学習方式が提案されている)の面で現時点で強力かつ有利であることから、神経回路網をベースに研究を行った。初年度である昨年度は、モデル(計算機)が置かれている環境から経験(入力)される事象を基にその特徴を抽出し、記憶・未経験の特徴を補間出来るモデルの構築へ向けての研究を行った。この初年度に得られた研究成果をもとに最終年度である本年度は、階層型の神経回路網モデルにおいて、環境から与えられる情報をより有効に教師信号として用いることにより、特徴空間は既知の事象に対する特徴を出来る限り多く、正確に獲得できる手法について更なる研究を進める予定であったが、その中心的役割を担う情報処理である神経回路網の学習速度において、本研究での使用を目的とした"Local Feature Learning Algorith(LFL)"においても十分な学習速度を達成できず、この学習速度の更なる向上に研究の重点を置くこととなった。その結果、LFLの学習パラメータの動的な切り替えによって目的とする学習速度まで達成できる可能性を得ることが出来た。この成果は、現在論文としてIEICEへ投稿中である。また、階層型神経回路網の中間層に獲得される特徴空間上での状態を操作することで、創作的な思考過程の実現を目指しており、その為の中間層表現にダイナミクスを導入して新たな状態を生み出す試みを行った。その為の一方法として、単純な結合様式をもつ神経回路網であるが、動的な振る舞いと静的な状態とが表れる結合様式について一部明らかにすることが出来た。この成果も現在論文としてIEICEへ投獄中である。初年度である今年度は、モデル(計算機)が置かれている環境から経験(入力)される事象からその特徴を抽出し、記憶・未経験の特徴を補間するモデルの構築へ向けての研究を行った。そこで、本研究では計算機が置かれている環境から与えられる課題として、単純な時系列信号を用いた時系列の予測問題を考えた。これは、この時系列をある一定間隔の時間でサンプリングし、時間情報を空間情報に変換することで、多次元の入力情報とする事が出来、この入力情報から特徴を抽出してより有効な情報表現を獲得することが予測精度を上げるのに重要な要素となるからである。この入力情報を連続ニューロンモデルを用いた階層型神経回路網が各段階のニューロンによる情報表現において、連続性が保存される点に着目し、その内部に作られる情報表現が、ネットワークの構造(具体的には出力素子数依存性)によって性質が変わることを見つけた。この結果からは、出力素子数(外界の教師信号によって制約を受ける条件数)が多くなるほど、初期値に依存せずに一定の情報表現を獲得できること、そして、その内部表現空間において、特徴を表現する領域がより大きくなることが分かった。また、同時系列信号を用いて学習済みのネットワークに未学習な時系列予測を行わせたところ、比較的矛盾無く予測を行えることから、未経験の特徴をも獲得しているものと推測される結果を得た。以上の結果より、階層型の神経回路網モデルにおいて、環境から与えられる情報をより有効に教師信号として用いることにより、特徴空間は既知の事象に対する特徴を出来る限り多く、正確に獲得するできるものと期待できる。これは、内部に情報表現として得られた特徴を操作して未経験な事象を自己生成するときには有効である性質であると考えている。また、階層型の神経回路網を使うために、その学習の収束速度が非常に関係してくるわけである。この高速学習アルゴリズムである"Local Feature Learning"において、多次元の入出力の場合についての効果を数値実験によって得ることが出来た。また、出力素子に線形ニューロンを用いる事に局所的な特徴情報として傾き情報よりも高次の微分情報を導入することによる学習収束性能の向上を確認できた。

また、階層型神経回路網の中間層に獲得される特徴空間上での状態を操作することで、創作的な思考過程の実現を目指しており、その為の中間層表現にダイナミクスを導入して新たな状態を生み出す試みを行った。その為の一方法として、単純な結合様式をもつ神経回路網であるが、動的な振る舞いと静的な状態とが表れる結合様式について一部明らかにすることが出来た。この成果も現在論文としてIEICEへ投獄中である。
複素不飽和七員環化合物に関する研究

含硫,含セレンフテロピンは熱的(速度論的)に不安定な化学種である.チエピンがその代表例であり,その他チアゼピン,セレニピン等がある.ヘテロピン化学の体系化には,これら化合物の合成は不可欠である.私は,チエピンの2, 7位にもブチル基を導入するとチエピンの安定化が可能であることを見出し,続いて1, 4チアゼピンも同様であることをすでに報告した.今回,同様の方法で安定化させた単環性セレニピン, 1, 3チアビピンの合成に初めて成功した.1.セレニピンセレナピランの4位に環拡大反応に必要な官能基を持つ炭素鎖を導入し,温和な条件でカルベンを発生させ, 4, 5位にエステル基を持つセレニピンを合成した.チエピンの場合と異なり,室温でも脱セレン反応は信仰する.この脱サレン反応経路を推定するために,脱セレン反応の速度論的研究行った.興味深いことに,チエピンの脱硫中間体に相当するセレンノルカラジエンを経由しないことが判明した.〔第11回国際複素環化学討論会(ハイデルベルグ, 1987)で発表〕2.1, 4-チアゼピン最近5位にメトキシ基を持つ化合物の合成,単離に成功したが,更に電子的攝動が小さい誘導体合成を計画し,基本骨格合成法を確立したが,目的を達成出来なかった.現在も研究を継続している.3.1, 3-チアゼピン1, 34ジン誘導体を経由する方法では成功しなかったが,チアヒランの4位に導入したアジト基からアイトレン経由で1, 4-チアゼピン合成を検討中に1, 3-チアゼピンが生成した.その詳細な反応経路は不明である.この方法で5位にアルキル基,フェニル基,エステル基を持つ誘導体が合成できた.予期通り,室温では脱硫反応は進行しない.現在,この新規な複素環化合物の諸性質を研究中である.含硫,含セレンフテロピンは熱的(速度論的)に不安定な化学種である.チエピンがその代表例であり,その他チアゼピン,セレニピン等がある.ヘテロピン化学の体系化には,これら化合物の合成は不可欠である.私は,チエピンの2, 7位にもブチル基を導入するとチエピンの安定化が可能であることを見出し,続いて1, 4チアゼピンも同様であることをすでに報告した.今回,同様の方法で安定化させた単環性セレニピン, 1, 3チアビピンの合成に初めて成功した.1.セレニピンセレナピランの4位に環拡大反応に必要な官能基を持つ炭素鎖を導入し,温和な条件でカルベンを発生させ, 4, 5位にエステル基を持つセレニピンを合成した.チエピンの場合と異なり,室温でも脱セレン反応は信仰する.この脱サレン反応経路を推定するために,脱セレン反応の速度論的研究行った.興味深いことに,チエピンの脱硫中間体に相当するセレンノルカラジエンを経由しないことが判明した.〔第11回国際複素環化学討論会(ハイデルベルグ, 1987)で発表〕2.1, 4-チアゼピン最近5位にメトキシ基を持つ化合物の合成,単離に成功したが,更に電子的攝動が小さい誘導体合成を計画し,基本骨格合成法を確立したが,目的を達成出来なかった.現在も研究を継続している.3.1, 3-チアゼピン1, 34ジン誘導体を経由する方法では成功しなかったが,チアヒランの4位に導入したアジト基からアイトレン経由で1, 4-チアゼピン合成を検討中に1, 3-チアゼピンが生成した.その詳細な反応経路は不明である.この方法で5位にアルキル基,フェニル基,エステル基を持つ誘導体が合成できた.予期通り,室温では脱硫反応は進行しない.現在,この新規な複素環化合物の諸性質を研究中である.
鯨類に残留する有機ハロゲン代謝物の蓄積特性と脳移行の実態解明

本研究は、鯨類の血液と脳に残留するポリ塩化ビフェニル(PCBs)、ポリ臭化ジフェニルエーテル(PBDEs)および水酸化代謝物(OH-PCBs・OH-PBDEs)を分析し、これら環境汚染物質の蓄積特性と脳移行について解析することを目的とした。本年度(25年度)は複数種の鯨類について脳試料を分析し、1-2年目に分析したスナメリの結果と併せ、鯨類における環境化学物質の脳移行および脳内分布について解析した。分析の結果、スジイルカ、カズハゴンドウ、イシイルカ、シャチ、ミンククジラ、ナガスクジラの血液と脳からPCBs、PBDEsおよび水酸化代謝物が検出されたことから、分布や食性の異なる鯨種の脳にもこれら化合物が移行・残留していることが明らかとなった。中でも、シャチの血液と脳から他の鯨種より1桁以上高値のOH-PCBs・OH-PBDEsが検出された。また、PCBs・PBDEsに関してもシャチは最も高蓄積していた。本研究で供試した知床沿岸域に分布するシャチは海棲哺乳類を捕食するため栄養段階が他の鯨種よりも高く、これら化合物が高蓄積したと考えられる。分析したすべての化合物において血中濃度と脳内濃度の間で相関関係が認められ(p<0.001)、これらの化合物が血液脳関門を通過し、血中濃度依存的に鯨類の脳へ移行することが推察された。スジイルカおよびカズハゴンドウについて脳試料を8部位(前頭葉、後頭葉、小脳、辺縁系、視床下部、脳下垂体、橋、延髄)に切り分け分析した結果、脳下垂体において他の脳部位よりも上記化合物の高蓄積がみられ、特異的な移行・残留が示唆された。全鯨種の脳から検出されたOH-PCBsは、ラットにおける小脳神経(プルキンエ)細胞の発達阻害(50pM)閾値を超過しており、鯨類に及ぼす人為・天然起源のハロゲン化フェノール類の曝露リスクが懸念される。研究は順調に遂行できており、ヒゲクジラ・ハクジラ類におけるOH-PCBsおよびOH-PBDEsの脳移行・脳内分布を中心とした本年度の目標は達成できたと考えている。複数種の鯨類について分析した結果、蓄積特性の種間差を明確化するとともにリスクの高い鯨種を特定することができた。また論文投稿や学会発表も活発に行えたことから、研究の充実度は高いと自己評価している。これまでの研究により、鯨類における環境汚染物質およびその代謝物の脳移行や脳内分布について解析を進め、脳内の特定部位へ化合物が集積することや、異性体により血液ー脳移行特性が異なることを明らかにした。研究計画はほぼ当初の予定通り推進できており遂行上の問題はないが、これらの化学物質の脳移行・分布メカニズムや中枢神経系に及ぼす影響を解明するためには、実験動物やin vitro試験系による薬物動態解析が必須であると考えられる。したがって、来年度以降は、血液脳関門の培養細胞を用いたin vitro試験や実験動物を用いたin vivo投与試験により、OH-PCBs・OH-PBDEsおよび親化合物の脳移行動態と毒性影響に関して研究を進める予定である。本研究は、環境汚染物質やその代謝物が鯨類の中枢神経系に及ぼす影響を理解するため、脳内に残留するOH-PCBsとOH-PBDEsの分析法を開発し、蓄積特性と脳移行について検証することを目的とした。初年度(23年度)は分析条件を検討し、脳および肝臓に残留するOH-PBDEsと3-8塩素化体OH-PCBsの新規分析法の開発に成功した。既存の分析法からの改良点はクリーンアップ条件と誘導体化効率であり、夾雑物質が多量に含まれるサンプルにおいても、幅広い異性体分析が可能となった。分析試料として鯨類の中でも沿岸性が強く、人間活動の影響により個体数の減少が危惧されているスナメリ(Neophocaena phocaenoides)を選択し、血液と脳に残留するOH-PCBsとOH-PBDEsを分析して詳細な蓄積パターンの解明と脳移行について解析した。すべての個体の脳からPCBs、PBDEs、OH-PCBs、OH-/MeO-PBDEsが検出された。PCBs、PBDEs、OH-PCBs、MeO-PBDEsは、血中よりも脳組織に高蓄積していた。しかしながら、OH-PBDEsは脳よりも血中で有意に濃度が高く(p<0.01)、OH-PBDEsはOH-PCBsに比べて脳に移行・蓄積しにくいことが予想された。さらに、pCBsとPBDEsは血中濃度と脳内濃度の間に有意な正の相関が認められ(p<0.05)、脳内濃度は血中濃度依存的に上昇することが判明した。血液および脳中OH-PCBs濃度にも有意な正の相関が認められ(p<0.05)、OH-PCBsはTTRに結合して血液脳関門を通過し、脳へ移行していることが示唆された。PCBsおよびPBDEsは血液と脳組織中の異性体組成が類似していたのに対し、OH-PCBsでは異なる異性体組成が認められた。血液では3、4塩素化体の割合が比較的高割合を示したのに対し、脳内では5塩素化体が高値であり、5塩素化OH-PCBsの脳への特異的な移行・残留が示唆された。

本研究は、環境汚染物質やその代謝物が鯨類の中枢神経系に及ぼす影響を理解するため、脳内に残留するポリ塩化ビフェニル(PCBs)、ポリ臭素化ジフェニルエーテル(PBDEs)およびその水酸化代謝物(OH-PCBs、OH-PBDEs)の蓄積特性と脳移行について検証することを目的とした。本年度(24年度)は初年度に引き続き、OH-PCBsとOH-PBDEsの脳移行について検証するとともに、脳試料を部位別に分析し、これらの化合物が残留しやすい脳部位を特定することで、脳神経系への影響やリスクについて考察した。分析試料として、鯨類の中でも沿岸性が強く人間活動の影響により個体数の減少が危惧されているスナメリ(Neophocaena phocaenoides)を選択した。日本沿岸に座礁・混獲したスナメリの脳試料を8部位(前頭葉、後頭葉、小脳、辺縁系、視床下部、脳下垂体、橋、延髄)に分別し、OH-PCBsとOH-PBDEsの蓄積パターンについて解析した。その結果、すべての脳部位からOH-PCBsおよびOH-PBDEsが検出された。それぞれの脳部位で蓄積特性に差が認められたことから、OH-PCBsの脳内分布は異性体特異的であることが明らかとなった。また、ほとんどの脳部位で血中濃度と同程度のOH-PCBs、OH-PBDEsが検出されたのに対し、脳下垂体は血中濃度より2-3倍高値を示し、脳部位の中でとくに高蓄積していることが明らかとなった。脳下垂体はホルモン生成の重要な部位であるため、化学物質の特異的な蓄積による内分泌系のかく乱が懸念された。また、本年度は約一カ月間ドイツのHelmholtz Centre for Environmental Research-UFZにて、血液と脳の主要構成成分であるリン脂質膜、貯蔵脂質、タンパク質(BSA;アルブミン)と生理食塩水を供試して化学物質の平衡分配係数(K)の測定技術を習得した。今後はこの技術を活かし、環境汚染物質の脳移行・脳内分布を化合物の物理化学性を踏まえて解析したいと考えている。本研究は、鯨類の血液と脳に残留するポリ塩化ビフェニル(PCBs)、ポリ臭化ジフェニルエーテル(PBDEs)および水酸化代謝物(OH-PCBs・OH-PBDEs)を分析し、これら環境汚染物質の蓄積特性と脳移行について解析することを目的とした。本年度(25年度)は複数種の鯨類について脳試料を分析し、1-2年目に分析したスナメリの結果と併せ、鯨類における環境化学物質の脳移行および脳内分布について解析した。分析の結果、スジイルカ、カズハゴンドウ、イシイルカ、シャチ、ミンククジラ、ナガスクジラの血液と脳からPCBs、PBDEsおよび水酸化代謝物が検出されたことから、分布や食性の異なる鯨種の脳にもこれら化合物が移行・残留していることが明らかとなった。中でも、シャチの血液と脳から他の鯨種より1桁以上高値のOH-PCBs・OH-PBDEsが検出された。また、PCBs・PBDEsに関してもシャチは最も高蓄積していた。本研究で供試した知床沿岸域に分布するシャチは海棲哺乳類を捕食するため栄養段階が他の鯨種よりも高く、これら化合物が高蓄積したと考えられる。分析したすべての化合物において血中濃度と脳内濃度の間で相関関係が認められ(p<0.001)、これらの化合物が血液脳関門を通過し、血中濃度依存的に鯨類の脳へ移行することが推察された。スジイルカおよびカズハゴンドウについて脳試料を8部位(前頭葉、後頭葉、小脳、辺縁系、視床下部、脳下垂体、橋、延髄)に切り分け分析した結果、脳下垂体において他の脳部位よりも上記化合物の高蓄積がみられ、特異的な移行・残留が示唆された。全鯨種の脳から検出されたOH-PCBsは、ラットにおける小脳神経(プルキンエ)細胞の発達阻害(50pM)閾値を超過しており、鯨類に及ぼす人為・天然起源のハロゲン化フェノール類の曝露リスクが懸念される。