hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膵癌放射線治療における線維化ならびに抗癌治療誘発EMT抑制に関する研究

本研究では、EMT抑制効果があることが報告されているHDAC阻害薬とタキサン系抗癌剤が癌細胞の放射線感受性にどのような影響を与えるか検討するとともに、同薬剤による膵星細胞におけるEMT誘導抑制効果について検討した。さらに膵癌細胞の微小環境を明らかにするために、血小板とEMTとの関係についても検討し明らかにすることを目的とした。今回の研究では、HDAC阻害薬とタキサン系抗癌剤が放射線感受性を増強することが明らかとなり、これらの薬剤が星細胞株のEMTを抑制することを実験的に示した。一方で、膵癌においてEMT抑制のためには、血小板凝集を抑制することが重要であることも明らかとなった。非切除と判断された膵頭部癌では、メタリックステントを留置し減黄を行った後、放射線治療を選択することが多いが、放射線治療による抗癌治療そのものが癌細胞のEMTを誘導し、癌の浸潤能を増悪させるとともに、膵星細胞を活性化させ線維化を増強させる可能性が報告されている。そこで、申請者らはHDAC阻害剤およびタキサン系抗癌剤を用いて膵線維化の主体となる膵星細胞のEMT抑制効果と、膵頭部癌に対する放射線治療誘導性による癌細胞のEMT誘導を制御する効果を証明する研究を計画した。初年度はin vitroで膵星細胞および膵癌の培養細胞株におけるEMTの誘導として、ヒト膵星細胞株(hPSC)を用いて、TGF-βによるEMT誘導を行った。次にEMT markerとしてEカドヘリンの発現減弱、Nカドヘリン、ビメンチン、αSMAおよびSnailの発現増強をRT-PCRを用いたmRNAレベルおよびWestern blotを用いた蛋白レベルで検討したところ、培養上清中にHDAC阻害薬(バルプロ酸ナトリウム)およびタキサン系抗癌剤(ドセタキセル)を加えることでEMTの抑制が得られることが明らかとなった。2年目である平成26年度には、ラットの膵癌モデルに照射を行い、in vivoでの抗腫瘍効果について検討する予定であり、その後、上記の研究結果をもとに、HDAC阻害剤およびタキサン系抗癌剤による抗EMT治療の臨床試験を実施する。癌細胞の上皮間葉転換(EMT)は、癌の浸潤・転移や、癌巣周囲の線維化に関与すると考えられている。HDAC阻害薬(VPA)とタキサン系抗癌剤(TAT)はEMTを抑制すると考えられている。そこでこれらの薬剤が、癌細胞の放射線感受性にどのような影響を与えるか、さらに線維化に関与する星細胞の活性化誘導抑制が可能であるかについてについて癌細胞株を用いて検討した。また、上皮間葉転換(EMT)などの微小環境を構築する際に大きく影響するとされている血小板とEMTとの関係についても検討した。その結果、クロノジェニックアッセイで0.5 mMのVPAが癌細胞株の放射線感受性を増強することを確認し、フローサイトメトリーでもVPAが放射線照射後のアポトーシスを増強することが確認された。ウェスタンブロッティング法ならびに蛍光免疫抗体染色法にてVPAが放射線照射後DNA二本鎖切断に伴い算出するγH2AXの発現を増加させることが確認された。一方DOCも食道扁平上皮癌細胞の増殖を抑制し、放射線感受性を増強することが判った。本研究により、VPAとTATが食道癌の放射線感受性を増強することが明らかとなった。次に、ヒト肝星細胞株を用いてTGF-βを作用させ、EMTを誘導した後VPAを作用させるとcollagen I産生が抑制された。さらに、産生能の亢進を認めるαSMAおよびcollagen IにTATを作用させると、αSMAおよびcollagen I産生が有意に抑制され、TATはSmad 2,3蛋白のリン酸化を抑制することでLi-90の活性化を抑制していると考られた。最後に血小板とEMTの検討では、膵癌組織では、癌細胞はEMTを生じており、特に血小板凝集陽性例にEMTの発現を強く認めた。血小板は癌細胞を被覆し,EMT様の変化や脈管浸潤を誘導し,浸潤・転移に有利な環境を形成している可能性が示唆された.本研究では、EMT抑制効果があることが報告されているHDAC阻害薬とタキサン系抗癌剤が癌細胞の放射線感受性にどのような影響を与えるか検討するとともに、同薬剤による膵星細胞におけるEMT誘導抑制効果について検討した。医歯薬学ラットの膵癌モデル作成に成功した。このモデルを用いて抗腫瘍効果の検討をすすめているが、現時点で遅れもなく順調である。ヌードマウス膵癌モデルにおける放射線照射とEMT marker発現および線維化との関連について検討する。ヌードマウス膵癌モデルの作成が延長したため、分子生物学的検討のために購入予定であった試薬の一部の購入を来年度に先送りしたため。来年度にモデルの作成を終了し、切除組織の分子生物学的検討を行う。次年度使用額はその際の試薬購入に使用する。
頑健なメカニズムの設計-その可能性と限界

本年度は昨年度より取りかかっていた、頑健な制度設計にかかわる研究、"Generic Impossibility of Partial Ex Post Implementation with General Utility Functions"(邦訳:一般的効用関数下における事後均衡の部分遂行の普遍的不可能性)の完成に向け、研究を行った。本研究の内容を説明する。メカニズムデザインの分野において、制度の頑健性は重要な問題であり、Ex Post均衡(事後均衡)は現在最も研究者の間で有力だと考えられている頑健性の概念である。しかし、各人の持つ私的情報が多次元の場合、Ex Post均衡が存在することが非常に困難であることが先行研究によってわかってきた。私は効用関数に関する不自然な仮定を取り除いたとしても、同様の結果があらわれることを数学的に証明した。本研究に関する論文執筆の過程で、東京大学大学院経済学研究科において開催されているMicroeconomics Workshop(ミクロ経済学ワークショップ)にて研究発表を行う機会を得た。この研究会において発表することで、当研究の内容を他の研究者に伝えることができた。また、参加者から様々な意見を受け取ることで、本研究がより一層深みを増すことができたことを確信している。また、私は制度設計の問題と深い関係にある繰り返しゲームに関する研究も行った。私は連続時間繰り返しゲームと呼ばれるモデルに関する重要な論文について、致命的な証明のミスを発見した。私はこれを論文にし、昨年度に投稿していたが、これは書き直しの後に掲載されることが決定された。私はこの書き直しの作業も行った。
クロコウジカビ酸性プロテアーゼAの高分解能X線結晶構造解析

重原子同型置換法により分解能1.4Aで酸性プロテアーゼAの立体構造決定を行うことに成功し、以下のことが明らかとなった。1)本酵素は従来のペプシン型酵素とは全く異なった立体構造を持っており、その基本構造は2枚の大きな逆平行βシ一トが重なり合って形成されている。2)得られた立体構造に基づいて分子表面の静電ポテンシャル計算を行った結果、ペプシン型酵素の触媒残基であるアスパラギン酸に相当する機能をグルタミン酸(分子の活性ポケットの中央部に位置している)が担っていることが予想された。3)ペプシン型酸性プロテアーゼの触媒部位では2個のアスパラギン酸と基質の加水分解反応に必要な水分子がお互いに水素結合を形成していることが知られている。しかし、本酵素にはこのようなペプシン型酵素の触媒残基のもつ水素結合ネットワークは見出されなかった。そのため、本酵素はペプシン型酸性プロテアーゼの特異的阻害剤のDAN,EPNPと反応しないものと考えられる。4)京都工芸繊維大学の小田らは本酵素と50%程度の相同性を持つスキタリジウム酸性プロテアーゼBの化学修飾の結果を基に、酸性プロテアーゼの中にはグルタミン酸を触媒残基とするプロテアーゼが存在する可能性を示唆していたが、本酵素の立体構造解析の結果、彼らの主張する残基は触媒残基とはなりえないことがわかった。ペプチドライブラリ法による本酵素の基質特異性の網羅的探索により、以下のことが明らかとなった。5)本酵素においては、Pl部位でヒスチジンに対する顕著な特異性が弱酸性領域において見られ、P2部位では塩基性アミノ酸残基に対する特異性が見られる。このような基質特異性もペプシン型酵素とは全く異なったものである。1.4A分解能で決定された酸性プロテアーゼAの立体構造をもとに以下のような解析を行った。1)本酵素の立体構造は、2枚のβシートが平行に重なりあうことによって構築されており、ペプシン型酸性プロテアーゼとは全く異なる2次構造モチーフを持っている。そこで、プログラムDALIを用いて、Protein Data Bankに登録されているタンパク質の中で類縁の立体構造を持つものを検索した。その結果、本酵素は全く新規のトポロジーを持つタンパク質であることが明らかとなった。2)ペプシン型酸性プロテアーゼの触媒部位では2個のAspと加水分解反応に必要な水分子がお互いに水素結合を形成していることが知られている。しかし、本酵素ではこのような側鎖の配置は見出されなかった。そのため、本酵素は、ペプシン型酸性プロテアーゼの特異的阻害剤のDAN,EPNPと反応しないものと考えられる。3)本酵素の触媒部位を推定するために、プログラムGRASPを用いて静電ポテンシャル計算を行い、ペプシン型酸性プロテアーゼとの比較を行った。ペプシン型酵素では、触媒残基部分の分子表面に負の静電ポテンシャルが見出されたが、本酵素でも同様に分子の内側のくぼみ部分に負の静電ポテンシャルが存在し、およその触媒部位の位置を推定することができた。4)P1部位について、pH2.0付近の強酸性条件下では、チロシン、フェニルアラニン、メチオニン、ヒスチジンに対して特異性を有することが、すでに明らかとなっていた。ところが、pH5.0ではヒスチジンのみに非常に高い特異性を示すことがわかった。5)P2部位について、塩基性アミノ酸残基に対して特異性が高いことがわかった。このような高い基質特異性は、本酵素が菌体外にて情報伝達、プロセシングなどの何らかの生理的役割を担うことを示唆するものと思われる。
ホロホロチョウの卵殻形成機構に関する研究

ホロホロチョウ卵の厚くて硬い卵殻がどのような機構によって形成されるのかを明らかにしようとした。1.ホロホロチョウ卵の卵殻部の厚さと重量が大きいことは,卵殻膜が厚いことと,その表面に沈着するミネラルの量が多いことによると思われる。2.ホロホロチョウとニワトリのどちらも卵の大きさは子宮部滞留8時間までに決まる3.ホロホロチョウ卵において卵の大きさが小さいことと,卵白量が少ないことは,卵管膨大部におけるエストロゲン受容体の結合性が低いことと,卵が子宮部に入ってから8時間までにおける卵の膨張の程度が小さいことによるものであろうと思われる。4.ホロホロチョウ卵の卵殻重量は,38週齢から70週齢までの間に大きな変化は無く,この間卵重の変化も小さいことから厚く硬い卵殻を維持していた。5.GFでは卵殻膜が厚いこととWLよりも長期間活発な卵殻形成が継続するため,卵殻が厚くなるものと思われる。6.ホロホロチョウ卵管子宮部内膜の膜画分における副甲状腺ホルモン(PTH)受容体の結合特性を,[^<125>I]PTH関連ペプタイドを用いた結合実験により追求した結果,PTHまたはPTHrP受容体がホロホロチョウ卵管子宮部の組織に存在し,それらとPTHの結合が卵殻形成に関与しているかもしれないことが示唆された。7.[^<125>I]標識ニワトリカルシトニン(cCT)を用いて,卵管子宮部粘膜組織の細胞膜画分についてcCT受容体の結合特性を結合アッセイにより追求した結果,卵管子宮部にカルシトニン(CT)レセプターが存在し,卵殻形成との関係を示唆する変動を示した。1.ホロホロチョウの卵管子宮部内の卵が,滞留時間の経過に伴いいかなる卵形成上の変化を示すかを明らかにするため,子宮部内滞留時間が2,5,8,11,14,17及び20時間に相当するとみなされる時間に卵を採取し,卵殻部(卵殻膜を分離しない卵殻)の厚さ及び重量,卵の全重量及び長径と短径を測定した。卵の卵殻部の厚さと重量は,子宮部滞留2時間においてGFの方がWLよりも大であったが,GFもWLもともに子宮部内滞留時間の経過に伴い増加を示し,それらの増加量もGFの方がWLよりも大であった。卵の全重量は,子宮部滞留2時間においてはGFとWLには差がなかったが,GFでは5時間においてもほとんど増加していなかったのに対し,WLでは顕著に増加していた。GFでは8時間において増加を示したが,その増加量はWLよりも少なかった(約1/3)。卵の長径はGFではほとんど変化を示さなかったのに対し,WLでは8時間において僅かに増加した。短径はGFもWLもともに8時間においてわずかな増加を示した。以上の結果から,GFの方がWLよりも卵殻(卵殻膜を含む)が厚いことの理由は,卵殻膜が厚いとともにカルシウム沈着量が多いからであろうと考えられる。2.[^<125>I]標識副甲状腺ホルモン関連タンパク質を用いて,卵管子宮部粘膜組織の細胞膜画分について結合アッセイを行い,結合特異性,飽和性,可逆性,親和性,結合容量を検討した結果,卵管子宮部における副甲状腺ホルモンのレセプターの存在が推察された。そこで,放卵から次の放卵までのいろいろな時間におけるこのレセプターの結合親和性を比較した結果,卵殻形成が行われている時間帯ではレセプターの結合親和性が高いことが明らかとなった。従って,副甲状腺ホルモンが,卵管子宮部において,レセプターを介する作用によって卵殻形成に関与するのであろうと推察された。

1.ホロホロチョウ(GF)の卵管子宮部内の卵が、滞留時間の経過に伴いいかなる卵形成上の変化を示すかを明らかにするため、子宮部内滞留時間が2,5,8,11,14,17及び20時間に相当するとみなされる時間に卵を採取し、卵殻部(卵殻膜を分離しない卵殻)のカルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)およびリン(P)濃度を測定した。卵殻部のCa濃度は子宮部内滞留2時間においてGFの方がニワトリ(WL)よりも高かったが、GFもWLもともに子宮部内滞留時間の経過に伴い上昇を示し、子宮部内滞留11時間以降ではWLの方がGFよりも僅かながら高い濃度を示した。Mg濃度はGFでは子宮部内滞留5時間から20時間にかけて直線的に上昇したが、WLでは14時間から20時間にかけて上昇した。子宮部内滞留20時間ではGFが約1.6倍の値を示した。P濃度はGFもWLもともに子宮部内滞留17時間から20時間にかけて顕著な上昇を示した。子宮部内滞留20時間のP濃度はGFとWLでは大差なかった。2.[^<125>I]標識ニワトリカルシトニンを用いて、卵管子宮部粘膜組織の細胞膜画分について結合アッセイを行い、結合特異性、飽和性、可逆性、親和性、結合容量を検討した結果、卵管子宮部にカルシトニン(CT)レセプターが存在するものと推察された。そこで、放卵から次の放卵までのいろいろな時間におけるこのレセプターの結合親和性を比較した結果、放卵12時間前から1時間後にかけてレセプターの結合親和性は高く、最大結合容量は放卵6時間前から1時間後にかけて低下した。
ケイ素のα効果に基づいた触媒的Ｃ（ｓｐ３）－Ｈ結合変換法の開発と合成化学への応用

遷移金属触媒を用いた不活性なsp3炭素-水素結合の、高効率かつ精密な変換反応に基づく有機合成手法の開発をめざし研究を行った。平成28年度は、交付申請書研究実施計画に記載した、研究項目2「遷移金属触媒によるケイ素のα位C(sp3)-H直接変換反応の開発」を、ケイ素のα効果の本質解明に重点をおき実施した。平成27年度実施した、イリジウム触媒によるsp3炭素-水素結合の三重結合への分子内付加反応で得た知見を基に、sp3炭素-水素結合の二重結合への付加反応を検討した。ケイ素および他のヘテロ元素のα効果に着目し、ケイ素、炭素、酸素、および窒素に置換したメチル基の炭素-水素結合について、イリジウム触媒による炭素-炭素二重結合への分子内付加反応を検討した結果、窒素上メチル基の炭素-水素結合が最も効率よく反応することを見出した。三重結合への付加と同様に、本反応において顕著なケイ素のα効果は確認されなかったものの、特徴ある元素の効果について明らかとすることができた。sp3炭素-水素結合のボリル化においては、結合活性化段階を有利にする効果が得られたのに対し、今回のsp3炭素-水素結合の付加反応では、分子内の不飽和結合が挿入する段階に影響を与えているものと考えられる。また、光学的に純粋な軸不斉2,2'-ビアリール骨格を有する二座リン配位子を用いることで、副反応が抑制され目的物が収率よく得られるとともに、エナンチオ選択的な付加が達成できることを明らかとした。本知見を基にして、2-(アルケニル)-N-メチルアニリン誘導体から、不斉四級炭素中心を有するジヒドロインドール誘導体を高収率・高エナンチオ選択的に合成する手法を確立した。以上の成果は、普遍的に存在するsp3炭素-水素結合を触媒的に高効率で変換する方法論確立に有益な知見であり、精密分子変換手法の発展に資すると考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。脂肪族炭化水素などのsp3炭素-水素結合を、高効率かつ精密に変換する遷移金属触媒反応の開発を目的として、配向基に依存しない反応設計と有効な触媒系創出に取り組んでいる。平成26年度は、交付申請書研究実施計画に記載した、研究項目1「ケイ素上メチル基の触媒的C(sp3)-Hボリル化:高効率触媒系の開拓とケイ素のα効果の本質解明」と、研究項目3「アルキル骨格上のトリメチルシリル基を水酸基等価体として活用する有機合成」を実施した。イリジウム触媒を用いるアルキルトリメチルシランのC(sp3)-Hボリル化において、配位子、溶媒、反応温度、添加剤、基質とホウ素源の当量関係について精査した結果、t-ブチルメチルエーテルを溶媒として用い、触媒量の塩基性添加剤を共存させることにより、C(sp3)-Hボリル化の効率が劇的に改善することを見出した。これにより、これまで大過剰量必要としていたアルキルトリメチルシランの当量を、ホウ素源と等量以下に減量可能な高効率反応系を確立した。また、導入したホウ素官能基を足掛かりとした、アルキルシランのアルコールへの変換法を確立し、有機ケイ素化学における重要な課題のひとつであった、アルキル骨格上のトリメチルシリル基の水酸基への効率的変換に成功した。本手法の基質適用範囲について検討し、かさ高い第三級アルキル基の立体的影響をほとんど受けないことや、ケイ素が結合した不斉炭素中心の立体を保持して変換できることを明らかとした。これらの成果は、不活性な結合(sp3炭素-水素結合)と不活性な分子(アルキルトリメチルシラン)の高効率変換に有益な知見であり、精密分子変換手法の発展に資すると考えられる。配向基に依存しない、遷移金属触媒を用いた不活性な炭素-水素結合の変換反応に基づく有機合成手法の開発に取り組んでいる。平成27年度は、交付申請書研究実施計画に記載した、研究項目2「遷移金属触媒によるケイ素のα位C(sp3)-H直接変換反応の開発」を実施した。これまでに明らかとしたC-Hボリル化の知見を基にトリメチルシリル基を有する不飽和分子のイリジウム触媒反応を探索した結果、ケイ素上メチル基C-H結合の炭素-炭素三重結合への分子内付加反応を見出した。ベンゼン環でトリメチルシリル基と炭素-炭素三重結合を連結し、自由度を制限した基質分子構造が重要であり、また2,2'-ビフェニル骨格を有する二座リン配位子を用いることにより有効な触媒が形成されることが明らかとなった。ケイ素の効果を明らかとするために、トリメチルシリル基をメトキシ基に置き換えた基質を検討したところ、予想に反し高い効率で分子内付加反応が進行したことから、今回の触媒系が基質一般性の高い分子変換手法に展開できる可能性が示唆された。また、平成26年度に引き続き研究項目3「アルキル骨格上のトリメチルシリル基を水酸基等価体として活用する有機合成」を検討した。ケイ素上メチル基選択的なC(sp3)-Hボリル化を経るアルキルトリメチルシランのアルコールへの変換法を発展させ、ジメチルシラシクロペンタンの1,4-ジオールへの変換を確立した。さらにこれを鍵とするスフェリン酸(天然物)の合成を達成した。以上の成果は、炭素-水素結合の触媒的活性化と効率的変換に有益な知見であり、精密分子変換手法の発展に資すると考えられる。

アルキルトリメチルシランのアルカノールへの変換法開発、ならびにC(sp3)-H結合の触媒的変換反応開発において、大幅な進展が達成されたため。特に、新手法に基づき不活性なジメチルシラシクロペンタンを1,4-ジオールへ変換できたことや、過去に例のないメトキシ基のC(sp3)-H結合活性化に基づく分子内付加反応を見出した点は特筆すべき成果であり、今後の研究展開に資すると考えられる。遷移金属触媒を用いた不活性なsp3炭素-水素結合の、高効率かつ精密な変換反応に基づく有機合成手法の開発をめざし研究を行った。平成28年度は、交付申請書研究実施計画に記載した、研究項目2「遷移金属触媒によるケイ素のα位C(sp3)-H直接変換反応の開発」を、ケイ素のα効果の本質解明に重点をおき実施した。平成27年度実施した、イリジウム触媒によるsp3炭素-水素結合の三重結合への分子内付加反応で得た知見を基に、sp3炭素-水素結合の二重結合への付加反応を検討した。ケイ素および他のヘテロ元素のα効果に着目し、ケイ素、炭素、酸素、および窒素に置換したメチル基の炭素-水素結合について、イリジウム触媒による炭素-炭素二重結合への分子内付加反応を検討した結果、窒素上メチル基の炭素-水素結合が最も効率よく反応することを見出した。三重結合への付加と同様に、本反応において顕著なケイ素のα効果は確認されなかったものの、特徴ある元素の効果について明らかとすることができた。sp3炭素-水素結合のボリル化においては、結合活性化段階を有利にする効果が得られたのに対し、今回のsp3炭素-水素結合の付加反応では、分子内の不飽和結合が挿入する段階に影響を与えているものと考えられる。また、光学的に純粋な軸不斉2,2'-ビアリール骨格を有する二座リン配位子を用いることで、副反応が抑制され目的物が収率よく得られるとともに、エナンチオ選択的な付加が達成できることを明らかとした。本知見を基にして、2-(アルケニル)-N-メチルアニリン誘導体から、不斉四級炭素中心を有するジヒドロインドール誘導体を高収率・高エナンチオ選択的に合成する手法を確立した。以上の成果は、普遍的に存在するsp3炭素-水素結合を触媒的に高効率で変換する方法論確立に有益な知見であり、精密分子変換手法の発展に資すると考えられる。アルキルシランのC(sp3)-Hボリル化の高効率化、およびアルキルトリメチルシランのアルカノールへの変換法開発において、当初の予想よりも多くの知見を得たため。特に、立体的に混み合った第三級アルキル基を有する基質、およびアセタール、エステルのような官能基を有する基質の適用や、反応の立体化学を明らかにできた点が特筆すべき成果であり、今後の研究展開に資すると考えられる。C(sp3)-H結合の触媒的付加反応について、分子間反応への展開を図る。また、C(sp3)-Hボリル化や分子内付加反応に基づく不斉中心の立体選択的構築をめざす。28年度が最終年度であるため、記入しない。C(sp3)-Hボリル化触媒のさらなる高性能化を推進するとともに、ボリル化以外の変換反応への展開を図る。
電動車椅子の操作性へ制御環境変数が与える影響の解析に関する基礎的研究

昨年度からの準備項目を踏まえ,パイロットモデルの同定を行う上で必要となる電動車椅子実験装置の整備を行った.モデル構成の上で必要となる様々なデータ採取を臨機応変に行うには,組み込み環境の上ではなくプログラミングにより異なる動作を実現できる汎用装置の方が好ましいとの判断から,計測制御環境はノートPCに汎用の入出力ボードをバスブリッジを介して接続することで構成した.制御用のOSにはRtLinuxを利用した.当初の電動車椅子実験装置では車速の測定がモータに取り付けられた分解能250PPRのエンコーダにより得られるパルスカウント値の差分により行われていたため,得られる車速信号はスパイク状のノイズを含むものになっていたが,今回助成を頂いてこれをタコジェネレータに変更することができた.しかしながら,モータの納入が当初の予定よりもかなり遅くなったことからその後のインストール・環境構築作業も影響を受け,今回の助成期間内においては各入出力装置のRtLinux上における動作設定と動作確認の作業までしか完了することができなかった.一方,理論面の検討に関しては,先行研究を参照しつつ検討を重ねることで,今後の第1段階の実験においては人間が発生する制御行動が「制御に関係する変数」と「環境変数」の2つの入力変数により決定されるという仮説に基づき,2つの伝達関数を同定することを目標に作業を行うこととした.その作業がひととおり終了し,得られた結果についての十分な検討と考察が完了した時点で,当初の目的として挙げていた「一つのパイロットモデルの係数が環境変数の関数だと仮定してのモデリング」について検討を行うこととする.本年度は,実験プラットホームの整備を重点的に行った.まず,本助成を受ける以前から所有していた電動車いす実験装置の改造に着手した.この実験装置に搭載された2個の動力用DCモータには回転情報検出のために分解能250PPRのエンコーダが取り付けられており,制御に必要なモータの回転速度情報はカウンタボードを通じて得られる角度情報を差分することで得ていたが,そのため速度信号が非常に振動的になり,制御に悪影響を与えるだけでなく,搭乗する被験者に高周波数の振動を加えることになり,操作者の制御特性の同定に重大な悪影響を与える可能性があるため改善する必要があった.そこで今回,モータ改造を行い,回転速度検出にタコジェネレータを採用することとし,既存の計測制御装置との接続性を考慮して信号レベル変換機を介して制御用コンピュータに速度信号を取り込み可能となるよう配慮した.現在この設計依頼を外部業者に委託しているところであり,次年度当初には装置装着が完了する計画となっている.また,これまで前記実験装置ではノートPCにDOSをインストールし割り込みベースでサンプリング周期を管理する手法を取っていたが,今回これをリアルタイムOSであるRtLinuxベースのシステムへ変更するため,実験用ノートPCの導入を行った.更には次年度行う実験で得られる実験結果を処理するためのプラットホームとして,新たにPCと関連ソフトウェアであるMATLAB(制御系CAD)およびFLEXPRO(信号処理・解析ソフトウェア)を導入して,データ解析の準備を整えた.次年度はこれらの準備を基にして電動車いすの走行実験を行い,その際のデータを解析することで,環境変数の影響を用に含んだ操作特性モデルの構築について検討を進める予定である.昨年度からの準備項目を踏まえ,パイロットモデルの同定を行う上で必要となる電動車椅子実験装置の整備を行った.モデル構成の上で必要となる様々なデータ採取を臨機応変に行うには,組み込み環境の上ではなくプログラミングにより異なる動作を実現できる汎用装置の方が好ましいとの判断から,計測制御環境はノートPCに汎用の入出力ボードをバスブリッジを介して接続することで構成した.制御用のOSにはRtLinuxを利用した.当初の電動車椅子実験装置では車速の測定がモータに取り付けられた分解能250PPRのエンコーダにより得られるパルスカウント値の差分により行われていたため,得られる車速信号はスパイク状のノイズを含むものになっていたが,今回助成を頂いてこれをタコジェネレータに変更することができた.しかしながら,モータの納入が当初の予定よりもかなり遅くなったことからその後のインストール・環境構築作業も影響を受け,今回の助成期間内においては各入出力装置のRtLinux上における動作設定と動作確認の作業までしか完了することができなかった.一方,理論面の検討に関しては,先行研究を参照しつつ検討を重ねることで,今後の第1段階の実験においては人間が発生する制御行動が「制御に関係する変数」と「環境変数」の2つの入力変数により決定されるという仮説に基づき,2つの伝達関数を同定することを目標に作業を行うこととした.その作業がひととおり終了し,得られた結果についての十分な検討と考察が完了した時点で,当初の目的として挙げていた「一つのパイロットモデルの係数が環境変数の関数だと仮定してのモデリング」について検討を行うこととする.
反応性プラズマ溶射法による傾斜機能TiN厚膜の作製

緻密な皮膜作製が可能な反面、成膜速度が極めて遅いPVD法やCVD法に替わり、高周波(RF)熱プラズマを利用し、Ti合金基板の表面改質および反応性プラズマ溶射による厚膜作製の可能性とその制御方法を基礎的に調べた。供試材料にはTi-6Al-4V合金基板および純Ti粉末を使用した。実験にはRFプラズマ溶射装置を使用し、作動ガスとしてAr-N_2およびAr-N_2-H_2混合ガスを用いた。水素添加にかかわらず入力電力を12KW一定とした。初めに、反応性雰囲気中でのプラズマ溶射により得たTi粉末および形成皮膜の組成分析結果より、基本的に粉末のプラズマ内飛行中での反応は極めてわずかであり、反応は主に基板堆積後に起こっていることがわかった。そこで、RFプラズマによるTi合金基板窒化反応速度および窒化反応に及ぼす水素添加の効果について基礎的に調べた。その結果、プラズマ作動ガスへの水素添加により基板温度は上昇し、窒化反応層厚さが増大した。水素添加による窒化反応促進には、基板温度の上昇が一因と考えられるために、両条件での基板温度を同一とした窒化処理を行った。基板温度を定常温度に保持した条件下で得た窒化反応層と窒化時間の1/2乗との関係より、水素添加の有無にかかわらず両者とも窒化反応層厚さと窒化処理時間の1/2乗との関係が直線近似できることから、窒化反応は拡散律則に従うことがわかった。また両者の傾きが同一であることから、本研究における窒化反応に対し、水素添加の顕著な影響は認められなかった。これよりTi基板における窒化反応速度が明らかとなったことから、理論的には、皮膜堆積速度がこの窒化反応速度以下のプラズマ溶射においては、成膜と同時に窒化反応の完了する反応性プラズマ溶射実現が可能である。現在このことを実証すべく、実験を継続中である。
大規模空間ネットワークのネットワーク分析に関する研究

今年度は,主に以下の研究を行った.1)今まで取りかかってきた,想定されるリンク切断の組み合わせは膨大なので,全てを孤立ノードとした初期状態から1本ずつリンクを追加した際の差分値だけを計算することで,(申請時には「頑健集合中心性」と呼称していた)グループ連結中心性を効率的に計算する手法に関する成果とその評価を,まとめてIPSJ TOMに投稿して採録された.2)グループ連結中心性の応用として,空間ネットワークの頑健なクラスタリング手法を考案した.実際にOpenStreetMapから抽出した道路データに適用することで,さまざまな場所がある機能によって結合してまとまりとして捉えられる機能地域(Functional Region)を抽出することを試みて,中心性が持つ頑健性により災害時の避難地推定に適用できることを示した.これはCNA2018で発表し,その後さらに発展した内容がAPNSに採録された.3)多様体データに対しても,オブジェクト間の距離からk-NNグラフを構築してグループ連結中心性で頑健にクラスタリングする手法を考案し,MPS 120で発表した.4)投稿論文の査読時に,ノードやエッジ,属性の存在確率を考慮する新しいグラフ分析分野である"uncertain graph"との基本的なアプローチ部分の類似性が指摘されたことをきっかけに関連研究を調査し,我々のアイデアをuncertain graphの枠組で定式化しなおした.これにより,我々が本研究計画で考案したアイデアを,グループ連結中心性だけに限定せずに,一般的なネットワーク分析の手法のUncertain Graph対応に適用できるようになった.現在は,(申請時には「頑健集合中心性」と呼称していた)グループ連結中心性を中心に研究を行うと共に,そこで得られた副次的な研究アイデアをUncertain Graph分野でさらに発展させることに力を注いでいる.ただし,その分,研究提案時のもう一つの柱であった機能コミュニティ法の研究に関しては,停滞している.来年度は,以下の研究をおこなう予定である..1)グループ連結中心性に関しては,昨年度はUncertain graphとしてのエッジの連結確率を一定としていた.しかし,実応用を考慮すると,空間ネットワーク上の場所によって異なる方が自然である.そこで,連結確率を公開されているような災害情報データに応じて連結確率を設定できるように,提案手法を改良することを考える.さらに,グループ連結中心性の空間ネットワーク以外のネットワーク構造における応用として,共著ネットワークのようなノード間に複数のエッジを持つ多重グラフに適用できるように改良し,有用性を検証する.2)グループ連結中心性考案および高速化時の知見に基づいて,Uncertain Graphにおける高速・厳密なPageRank計算方法(SIGIR 2017で発表された既存研究では,ごく一部のエッジだけを対象に近似手法で求めている)や,ネットワークモチーフを高速に求める方法を考案する.3)機能コミュニティに関しては,機能コミュニティ抽出法を空間ネットワークに適用した最初の研究では,複数の都市に対して個別に抽出した結果を比較したために,異なる都市の機能コミュニティの対応が必ずしも明確ではない問題が存在した.今年度は,以前の異なる都市データに転移学習を用いることで抽出結果の解釈の統一性と実行性能の問題を改善する手法を,さらに教師あり学習を適用できるように改良することで,公開されている都市計画データや災害情報データとの照合を可能にすることを試みる.空間ネットワークからの機能クラスタ抽出においては,各ノードの機能を高次元のベクトルで表現し,多数の高次元ベクトルを高速にクラスタリングする技術を確立した.さらに,クラスタ内ノードの次数に対してZスコアを計算し,各クラスタでZスコア分布が顕著に異なることを明らかにするとともに,各機能クラスタの特徴を視覚的に表現する可視化法も提案した.これらの提案手法をOpenStreetMapから抽出した実道路ネットワークを対象に体系的に評価し,その成果がジャーナル論文(Journal of Information Processing, Special Issue of Network Science)に採録された.さらに,機能クラスタ抽出法を,各地域における道路構造の類似性に着目した転移学習アプローチにより,さらに高速化する手法を考案した.この手法では,すでに計算済みの地域の代表ベクトルを活用し,近似メドイドを計算する.オリジナルの手法のクラスタリング結果との一致率(精度)による評価を行い,計算量を削減できると同時に高い精度が得られることを確認し,国際会議(6th International Conference on Complex Networks and Their Applications)で発表した.災害時の道路閉塞などを道路ネットワークにおけるリンク切断をモデル化した,リンク切断に頑健な中心性指標として,連結中心性を提案した.これにより,災害時に孤立してしまう地域に対して避難地を設定するなどの政策につながる研究成果が得られた.この結果は国内研究会(第115,116回数理モデル化と問題解決研究会)で発表した.空間ネットワークの機能クラスタ抽出法に関しては,通常の高速化に加えて,新たに転移学習を用いた高速化を実現できた空間ネットワークの機能クラスタ抽出法へのユーザ行動モデルの導入はまだ未着手である.集合中心性のさらなる展開に関しては,新たに集合近接中心性と集合媒介中心性を用いたクラスタリング手法を開発した.リンク切断に頑健な中心性としては,連結中心性を考案した.それを用いた集合中心性も考案・実装は終わっている.今年度は,主に以下の研究を行った.1)今まで取りかかってきた,想定されるリンク切断の組み合わせは膨大なので,全てを孤立ノードとした初期状態から1本ずつリンクを追加した際の差分値だけを計算することで,(申請時には「頑健集合中心性」と呼称していた)グループ連結中心性を効率的に計算する手法に関する成果とその評価を,まとめてIPSJ TOMに投稿して採録された.2)グループ連結中心性の応用として,空間ネットワークの頑健なクラスタリング手法を考案した.

実際にOpenStreetMapから抽出した道路データに適用することで,さまざまな場所がある機能によって結合してまとまりとして捉えられる機能地域(Functional Region)を抽出することを試みて,中心性が持つ頑健性により災害時の避難地推定に適用できることを示した.これはCNA2018で発表し,その後さらに発展した内容がAPNSに採録された.3)多様体データに対しても,オブジェクト間の距離からk-NNグラフを構築してグループ連結中心性で頑健にクラスタリングする手法を考案し,MPS 120で発表した.4)投稿論文の査読時に,ノードやエッジ,属性の存在確率を考慮する新しいグラフ分析分野である"uncertain graph"との基本的なアプローチ部分の類似性が指摘されたことをきっかけに関連研究を調査し,我々のアイデアをuncertain graphの枠組で定式化しなおした.これにより,我々が本研究計画で考案したアイデアを,グループ連結中心性だけに限定せずに,一般的なネットワーク分析の手法のUncertain Graph対応に適用できるようになった.現在は,(申請時には「頑健集合中心性」と呼称していた)グループ連結中心性を中心に研究を行うと共に,そこで得られた副次的な研究アイデアをUncertain Graph分野でさらに発展させることに力を注いでいる.ただし,その分,研究提案時のもう一つの柱であった機能コミュニティ法の研究に関しては,停滞している.リンク切断に頑健な中心性である連結中心性については,集合中心性化して,空間ネットワークと一般的な複雑ネットワークのデータを用いて評価して,国際会議への投稿を目指す.このために,多くの比較手法の実装が必要だが,通常のクラスタリング手法はネットワークが単一連結成分であることを暗黙のうちに仮定しており,ネットワークが分断されるような状況には,たいていはそのまま適用できない.そこで,そのような状況でも動作するように改良して用いる.また,現在は無向ネットワークとしてモデル化しているが,さらに有向ネットワークとしてモデル化することを考える.さらに,OpenStreetMapのランドマークデータや地方自治体が公開している災害情報データなどを活用して,より精緻なユーザ行動モデルと道路閉塞の確率モデルを用いた応用を試みる.機能クラスタ
複雑反応系に対するダイナミックス理論の基礎構築

我々は熱的に揺らぐ環境下における状態変化の決定性の存在を調べるために、熱雑音存在下の化学反応を多次元一般化ランジュバン方程式で表現し、時間依存標準形理論をランダムな外力を受ける系に拡張し、系の反応性を決定する力学構造を抽出することに成功した。その結果、系の持つ複数の自由度間の非線形相互作用、およびランダムな外力の存在下においても、それらに応じた適切な座標を構成してその座標に射影して見ることによって運動が単純な形になることを見出し、またその座標変換を得るための具体的な手法を構築することに成功した。この特別な座標で見ることにより、ランダム力の存在下にあっても少なくとも鞍部点近くの領域においては反応するものとしないものとを分かつ境界が存在し、反応の帰趨は系が鞍部点近傍に入った時点でこの境界面のどちら側にあるかのみで決まっていることを実証した。この境界面は本研究で導入した新しい座標がゼロになる場所として解析的に与えることができる。新しい座標は元の座標およびランダム力の非線形な(汎)関数であるが、その解析的な形を見ることにより系の反応性に影響を及ぼす因子を環境の熱ゆらぎの効果、非線形性の効果、およびそれらが複合的に組合わされた効果に分類して理解することができる。また、高温・高エネルギー状況下において、そのような反応座標が存在しえない(ような)状況においても、相空間上に反応する・しないを分割する反応分割面は頑健に存在しえることを新規に見出した。独立な反応座標と反応の可否を律する反応分割面の存在は"対"として捉えられている従来の常識を覆すものであり、高温・高エネルギー領域における新規な反応様式の発見と高く評価することができる。ポテンシャル井戸内部のどのような相空間構造が"局所平衡"近似を成立させるのか、換言すると、どのような井戸内部の相空間構造が異なるベイスン間を経巡る系の分子記憶を担いえるのかは化学反応動力学における未踏の未解決問題である。有限次の正準変換摂動理論において、これまでの新旧の座標変換では、シンプレクティック構造が完全に保存しないことに由来する作用変数の揺らぎが、強い高次元カオス系においては無視できないことが判明した。我々は新規に母関数をハミルトニアンとする仮想的な時間発展を行い、新旧の座標変換を高精度で求め、固定点から離れたところにおいて、ポテンシャル井戸内の"不変多様体の残骸"を検出する理論を新規に構築した。HCNに適用し、HCNが高い振動エネルギーをもち乱雑にはげしく振動しているような場合にも、「運動モード」を抽出することができ、一見、確率過程的に見える反応過程も、運動モード間のゆっくりとしたエネルギー移動によって解釈されることが分かった。このほか、Langevin熱浴下における多自由度化学反応系において、反応系自体に内在する非線形相互作用や熱浴との相互作用を顕に考慮に入れた新しい反応座標を導出し、"確率過程"に内在する凝縮化学反応における反応決定性を考察した。
Ca^<2+>依存性陽イオンチャネルとCa^<2+>透過型チャネルの機能協関とその制御機構

G蛋白質共役型受容体刺激後に開口するCa^<2+>透過型陽イオンチャネルである「受容体活性チャネル(TRPチャネル)」は興奮性細胞や非興奮性細胞で報告されている陽イオンチャネルの実体ではないかと考えている。TRPチャネルは現在までに大きく3つのサブファミリーに分類されている(TRP-Canonical(TRPC),TRPV,TRPM)。初年度、TRPMに属するTRPM7を同定しHEK細胞に発現させ、その機能解析を行った。このTRPM7はH_2O_2により活性化された。また、細胞内シグナル伝達系として、βNADが重要であることがパッチクランプ法で明らかになった。次年度にはHEK293細胞に発現させたTRPC3チャネルの電気生理学的解析を進めた。内在性のG蛋白質共役型受容体(P_<2Y>受容体)を活性化するために、ATP 100μMを細胞外に投与した。孤立した単一HEK細胞から記録したTRPC3チャネルの電流一電圧関係はlinearでOmV付近に逆転電位があり、TRPC3チャネルはイオン選択性の低い陽イオンチャネルであった。しかし、2つ以上のHEK細胞が接触している細胞から記録したTRPC3チャネルの電流一電圧関係は弱い内向き整流性を示し、40mV付近に逆転電位があった。この電流一電圧関係はCa^<2+>-release-activated Ca^<2+>(I_<CRAC>)チャネルの性質と似ており、TRPC3がI_<CRAC>チャネルを形成している一員である可能性を示唆している。しかし、これはgap junction等の細胞間の連絡のためのクランプエラーなのか、細胞接着因子等によりイオン透過性が調節されているのか、細胞周期によりイオン透過性が調節されているのか、今後検討する必要がある。G蛋白質共役型受容体刺激後に、Ca^<2+>透過型陽イオンチャネルが開口することが、神経細胞の様な興奮性細胞や上皮細胞・免疫系細胞を含む非興奮性細胞で報告されている。しかし、そのチャネルの実体は未だ不明でありその実体を解明するため、我々はショウジョウバエ視細胞がロドブシン-G蛋白質-phospholipase C-Pl turnover-陽イオンチャネルの開口と続き、光順応することに着目した。この陽イオンチャネルはtransient receptor potentialを担いTRPチャネルと呼ばれている。この4年間、そのマウスホモログを脳から同定する研究に参加している。現在までにTRP1からTRP7までの7つのTRPチャネルが同定されているが、本年度の研究では、H_2O_2で活性化される新たなTRPチャネルを同定しLTRPC2と名付けた。パッチクランプ法による解析から、このLTRPC2チャネルは非選択性陽イオンチャネルで、外液からCa^<2+>を除去するとチャネル活性が抑制されることが明らかになった。Inside-out法を用いて解析したところ、β-NAD^+がこのチャネルを膜内面から活性化させることが判明した。現在、TRP3とTRP5のstable lineを作ろうとしているところである。現在までに大きく3つのサブファミリーに分類され(TRP-Canonical (TRPC), TRPV, TRPM)、最もよく研究されているTRPCチャネルは7つの哺乳動物trp遺伝子(trp1-7)が同定されている。本年度、私はHEK293細胞に発現させたTRPC3チャネルの電気生理学的解析を進めてきた。

内在性のG蛋白質共役型受容体(P_<2Y>受容体)を活性化するために、ATP 100μMを細胞外に投与した。孤立した単一HEK細胞から記録したTRPC3チャネルの電流-電圧関係はlinearで0mV付近に逆転電位があり、TRPC3チャネルはイオン選択性の低い陽イオンチャネルであった。しかし、2つ以上のHEK細胞が接触している細胞から記録したTRPC3チャネルの電流-電圧関係は弱い内向き整流性を示し、40mV付近に逆転電位があった。この電流-電圧関係はCa^<2+>-release-activated Ca^<2+>(I_<CRAC>)チャネルの性質と似ており、TRPC3がI_<CRAC>チャネルを形成している一員である可能性を示唆している。しかし、これはgap junction等の細胞間の連絡のためのクランプエラーなのか、細胞接着因子等によりイオン透過性が調節されているのか、細胞周期によりイオン透過性が調節されているのか、今後検討する必要がある。
把握動作に及ぼす錯視の影響について-対象の自覚的知覚と無自覚的知覚との関係-

把握動作が行われる際,対象の大きさを動作遂行前に知覚して,指の開きの大きさを制御していると考えられる.対象が,指を最大限に開いても把握できない大きさであると,把握動作は開始されず,両手で対象を持ち上げる等の他の動作が行われる.このように,対象を把握する時には,把握可能であるか,不可能であるかの自覚的あるいは無自覚的な知覚的判断がなされている.この知覚的判断を行わなくてはならない対象を把握する時,その把握対象がMuller-Lyer錯視錯視事態(角柱の両端に外向あるいは内向の矢羽根を付加する)で提示されると,視覚的には,角柱の大きさが実際よりも大きく見えたり,小さく見えたりする錯視現象が現れ,知覚的判断にも錯視の歪みの方向と同じ方向に影響を受けることが本研究から確かめられた.また,この錯視による把握可能性の知覚的判断に基づいて遂行される把握動作について,分析を行った結果,動作についても,錯視と同じ方向に影響が見られた.すなわち,錯視により把握対象が大きく見えれば,手が対象に届くまでに見られる最大の指の開きが大きくなり,対象が小さく見えれば,指の開きが小さくなっていた.しかし,知覚的判断で把握が可能であると判断され,動作が遂行されても,実際には把握不可能な場合は,指が対象に触れる前に,動作が中断された.また,対象が実際よりも大きく見えた場合でも,指が対象に接触する前に,指の開きの速やかな修正が行われていた.以上のことから,把握動作は,視覚的に制御が速やかに行われ,逐次的なオンライン制御システムが確立されている可能性が示唆された.通常,把握動作を行う際,無自覚的に対象の大きさを事前に知覚して,指の開きを制御していると考えられる.しかし,対象が,指を最大限に開いても把握できない大きさであると,把握動作は開始されず,他の運動が遂行される.その際,対象が把握可能であるか,不可能であるかの自覚的な知覚的判断がなされていると考えられる.この自覚的な判断を行わなくてはならない対象を把握する時,その把握対象がMuller-Lyer錯視錯視事態(角柱の両端に外向あるいは内向の矢羽根を付加する)で提示されると,視覚的には,角柱の大きさが実際よりも大きく見えたり,小さく見えたりする錯視現象が現れることが知られている.このような錯視事態で,実際に把握動作を行わずに,対象の大きさの判断ではなく,行為の遂行可能性の判断を求める実験を行った.その結果,通常の事態における把握可能性の判断は,被験者の手の大きさ(指の最大の開き)を基準として行われていることが確かめられ,この判断に錯視の影響が見られた.この錯視の影響は,対象の大きさが錯視により大きく見えた場合,実際に把握できる対象でも把握が不可能であると判断するというのもであった.また,対象が錯視により小さく見える場合では,実際には把握不可能であるにもかかわらず,把握が可能であると判断した.このように,把握可能か不可能かの臨界点付近の大きさの対象では,把握可能性の判断に錯視の影響が見られたことから,この判断には,動作開始の判断のための自覚的な対象知覚系と,運動制御のための無自覚的な対象知覚系の両方が関与することが示唆された.次年度は,このような錯視事態において,実際に,遂行される把握動作の分析を行い,自覚的な対象知覚系と無自覚的な対象知覚系の関わり方について検討を加える.把握動作が行われる際,対象の大きさを動作遂行前に知覚して,指の開きの大きさを制御していると考えられる.対象が,指を最大限に開いても把握できない大きさであると,把握動作は開始されず,両手で対象を持ち上げる等の他の動作が行われる.このように,対象を把握する時には,把握可能であるか,不可能であるかの自覚的あるいは無自覚的な知覚的判断がなされている.この知覚的判断を行わなくてはならない対象を把握する時,その把握対象がMuller-Lyer錯視錯視事態(角柱の両端に外向あるいは内向の矢羽根を付加する)で提示されると,視覚的には,角柱の大きさが実際よりも大きく見えたり,小さく見えたりする錯視現象が現れ,知覚的判断にも錯視の歪みの方向と同じ方向に影響を受けることが本研究から確かめられた.また,この錯視による把握可能性の知覚的判断に基づいて遂行される把握動作について,分析を行った結果,動作についても,錯視と同じ方向に影響が見られた.すなわち,錯視により把握対象が大きく見えれば,手が対象に届くまでに見られる最大の指の開きが大きくなり,対象が小さく見えれば,指の開きが小さくなっていた.しかし,知覚的判断で把握が可能であると判断され,動作が遂行されても,実際には把握不可能な場合は,指が対象に触れる前に,動作が中断された.また,対象が実際よりも大きく見えた場合でも,指が対象に接触する前に,指の開きの速やかな修正が行われていた.以上のことから,把握動作は,視覚的に制御が速やかに行われ,逐次的なオンライン制御システムが確立されている可能性が示唆された.
全吸収型検出器による新核種を含む不安定核の質量決定

新核種を含む不安定核の崩壊エネルギーを測定し原子質量を決定するために、単結晶の大容積BGOシンチレーターを2台向かい合わせた全吸収検出器を開発した。日本原子力研究所で新核種の探索を行いつつ、その測定に向けて京都大学原子炉実験所のオンライン同位体分離装置で、^<151>Ceをはじめとしいくつかの未測定核の崩壊エネルギー測定に成功した。研究は以下のように行った。初年度モンテカルロシュミレーションを用いて検出器の効率を計算し、その結果、8MeVの単色電子および光子に関してそれぞれ90%と75%の効率を持つことがわかった。また、単色電子の応答関数を京大原子炉β線スペクトロメーターで測定する一方で、標準線源^<90>Sr/Y、^<68>Ge/Gaの測定し解析方法を検討した。11年度京都大学原子炉実験所のオンライン同位体分離装置(KUR-ISOL)を用いて、^<235>Uの核分裂生成物の中から、精度良く測られている核種をエネルギー較正に用い、未知測定核である^<151>Ceの測定を行い、崩壊エネルギーを5.27(20)MeVと決定した。一方、日本原子力研究所では新核種^<167,168>Tbの探索に成功した。12年度引き続いてKUR-ISOLでオンライン測定を行い、測定データの再現性をチェックしデータの信頼度を検討した。その結果、オンラインエネルギー較正は50keV程度で非常に良く再現した。これによってデータの信頼度の向上が期待できる。また、より収率の少ない核種の測定方法を開発し、^<153,154>Pr、^<157>Pmなどの未測定核の測定に成功した。この実績をもとに、新核種の測定を継続して行う。本研究は、大型のBGOシンチレーション検出器を2台密着して向かい合わせて配置することによって原子核の崩壊に伴うβ線、β線の制動輻射及びβ、γ線の後方散乱もすべて吸収し崩壊エネルギーを決定することを目的としている。全吸収によって崩壊図式の情報なしに不安定核、特に生成量の非常に少ない新同位元素等の崩壊エネルギーを決定可能にすることが本検出器の特色である。本年度は検出器を購入し、基礎特性として単色電子及び陽電子線に対する検出器の応答関数の測定を行うと同時に、EGS4を用いて電子及び陽電子線、γ線及び連続β線にたいする応答関数のシミュレーションを行った。実験は京大原子炉(KUR)及電子ライナック(KUR-LINAC)を用いてβ^-線源^<38>CI,β^+線源^<34m>Clをそれぞれ作成し、β線スペクトロメーターを用いて擬似的な単色電子及び陽電子を切り出して1、2、3、4MeVについて測定した。陽電子の応答関数は入射陽電子+511keVにピークが現れ、β^+崩壊の消滅光子は完全に吸収されβ^-崩壊と同様に扱えることがわかった。一方、シミュレーションの結果、10MeV程度の電子線に対しても80%程度の効率を持つことがわかり、未知核種のような崩壊エネルギーの大きい不安定核に対しても有効であることが示された。オフラインテストとして^<32>P、^<90>Sr/Y、^<68>Ge/Ga等の標準線源の測定、さらに日本原子力研究所FNSにおいて14MeV中性子照射によって生成する不安定核^<24>Na、^<56>Mn、^<62>Cu等の測定を行った。カリープロットから良い直線性が得られ検出器の有効性が示された。