hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子渦を通して見る超流動性発現機構の解明

特にKelvin波と呼ばれる、渦芯の振動モードの解析を実行した。このための計算コードの開発とクラスター計算機の整備をこの科学研究費を用いて整えた。励起されたKelvin波の崩壊の様子を計算機シミレーションと物理的考察を交えて解析した。現在はこの継続としてKelvin波とTkachenkoモードの連成モードの研究を行っている。2)超伝導体に磁場を印可したときに生じる量子磁束の諸性質を微視的理論に基づくEilenberger方程式を解くことによって明らかにした。重い電子系の超伝導体であるCeCoIn5やURu2Si2にこれを適用して、超伝導の対称性の決定を行った。比熱の磁場回転の解析から前者はd_xy対称性を持つと結論した。後者については点状ノートと線状ノートとが共存するギャップ構造を持つことを比熱測定の解析から明らかにした。更には後者の系においてはパウリ常磁性効果も重要な働きをしていることも見いだした。これらの結論は他の研究グループによっても裏づけられている。超伝導の磁束格子の配列についても理論計算を実行した。問題は磁場上昇とともに、三角格子から始まって、その配向の一次転移、さらには四角格子へのロックイン転移がいくつかの超伝導体で観測されているが、これを理論的にminimal modelによって説明しようとする試みである。導入した因子としては競合するギャップの異方性とフェルミ速度の異方性である。理論形式は先のEilenerger方程式とGInzburg-Landau理論並びにLondon方程式の3つの方法である。これらの理論形式をそれぞれの適用範囲を考慮しながら展開し、上の課題に取り組んだ。研究は現在も進行中であり、最終結論には未だ至っていないが、本質的には上の二つの因子の競合によって逐次転移が説明できるものと考えている。
線虫C. elegansをもちいたライブイメージングによる細胞浸潤機構の解明

基底膜を介した細胞移動、つまり細胞浸潤に焦点を絞って研究を行う。研究課題では、線虫C.elegansを使って構築した実験モデルを用いて、細胞浸潤の実行に必要な遺伝子の同定及びその分子機構を明らかにする。細胞浸潤は古くから医学、生物学の重要な研究分野であるが、そのほとんどがin vitro実験系をもちいており、申請課題では、ライブイメージングと遺伝学を組合せて構築した線虫C. elegansのin vivo実験モデルをもちいて解析を行う。細胞浸潤の全体像を明らかにするために、突然変異誘起剤(EMS)を用いて、細胞浸潤過程に異常を示す新規変異体、aid-16(Anchor cell invasion defect、アリルナンバーos148,os149 os150,os151,os152,os153)変異体を樹立した。すべて独立に獲得した変異体である。そのうちos149変異体の変異遺伝子を同定したところ、ネトリン受容体の変異であることがわかったが、残念なことにアンカー細胞の浸潤にネトリンが関与することは既にしられており、細胞浸潤に関与する新規遺伝子の発見には繋がらなかった。またターゲットスクリーニングにより、浸潤に異常を示す新規変異体SQV-2を同定した。SQV-2遺伝子は糖鎖の一つであるヘパラン硫酸の合成に必要なグリコサミノグリカン合成酵素の遺伝子をコードしており、SQV-2変異体では、約70%程度の細胞浸潤異常が観察されるが、コンドロイチン合成酵素の変異体であるSQV-5変異体は浸潤異常が観察されなかった。この結果はアンカー細胞の浸潤にヘパリン硫酸プロテオグリカンが関与することを示唆している。すでに発現細胞の確認、組織特異的に発現させるレスキュー実験をおこなっており、浸潤を制御する分子機構を明らかにして、論文を提出する予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。細胞浸潤は基底膜に生じた穴を介した細胞移動のことであるが、in vivoの解析は非常に困難である。その主たる理由は、基底膜を人工的に合成できないこと、つまり適切な実験系がないためである。線虫アンカー細胞の基底膜を介する浸潤モデルは、近年確立されたin vivo実験モデルであり、遺伝学、細胞生物学を組み合わせて解析できる有用なモデルである。この実験モデルを用いて平成25年度は、下記の研究に取り組んで成果をあげた。細胞浸潤の全体像を明らかにするために、極めて有効な変異原である化学的突然変異誘起剤(EMS)を用いて変異体を確立した。EMSによる方法では、機能欠損変異体のみならず、機能亢進(hypermorph)、機能低下(hypomorph)などの変異体獲得が期待できる。現在までに細胞浸潤過程に異常を示す新規変異体、aid-16(Anchor cell invasion defect)変異体を樹立した。すべて独立の変異体である。さらに得られた変異体を用いて、細胞浸潤の過程にどのような破綻を示しているのか、三次元構築及びライブイメージングを用いて、解析を行っている。当初の計画通りに細胞浸潤に異常を示す複数の変異体を得ることが出来た。また一部の変異体については、すでに次世代シークエンサーと古典的なマッピングを組み合わせることにより、変異遺伝子を同定した。これまで変異体の獲得及びその遺伝子同定を集中的に取り組んできたので、今後はこれらの変異体を解析することで細胞浸潤を制御している遺伝子を同定する。
炭化ケイ素金属－酸化膜－半導体デバイスの放射線誘起破壊現象に関する研究

MOSデバイスにおいて、放射線入射によりゲート酸化膜が破壊されるSingle Event Gate Rupture (SEGR)の発生が問題であり、その抑制が重要である。本研究目的は、パワーデバイスへの応用が期待されているSiC MOSデバイスのSEGRを把握するため、イオンの線エネルギー付与(LET)とSEGR発生の関係と破壊機構を調べることである。実験は、4H-SiC MOSFETに、チャネルが反転状態になるよう印加電界を増加させながら重イオンを照射し、ゲート酸化膜が破壊する電界強度(Ecr)とLETの関係を調べた。その結果、Ecrの逆数がLETに対して直線関係にあることが明らかになった。この結果は平成25年度に行ったSiC MOSキャパシタにおける結果と同様である。加えてEcr^-1ーLETの傾きにおいて、SiCはSiと比較して1/3であり、SEGR耐性に優れていることが分かった。一方、MOSキャパシタにおいて、空乏状態ではSEGRが発生しなかったのに対し、MOSFETにおいては、ゲート酸化膜とソース領域とのオーバーラップ領域と、チャネル領域の両方でSEGRが発生することが明らかになった。この結果は、SiCMOSFETにおいては、チャネルが反転状態になるため電子が存在し、重イオンが入射することによって過電流が流れ、SEGRが発生したと考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。炭化ケイ素金属-酸化膜-半導体デバイスの放射線誘起破壊現象に関する研究を研究実施計画に則り、行った。具体的な研究の意義は、金属-酸化膜-半導体(MOS)構造を有するデバイスでは、放射線入射によりゲート酸化膜が破壊されるSingle Event Gate Rupture (SEGR)が発生することが問題となるため、SEGRの発生を抑制させるという点である。具体的な研究の目的は、超低損失パワーデバイスへの応用が期待されている炭化ケイ素(Sic) MosデバイスのSEGRを把握するため、イオンの線エネルギー付与(LET)とSEGR発生の関係とSEGR破壊機構を調べることである。具体的に行った研究内容は、異なる雰囲気でゲート酸化膜を作製した六方晶(4H) SiCMosキャパシタに、印加電界を増加させながら重イオン(LET : 23.894.2MeVcm2/mg)を照射し、ゲート酸化膜が破壊する電界強度(Eer)とLETの関係を調べた。その結果、Ecrの逆数(Eer_^<-1>)がLETに対して直線関係にあること、酸化膜作製条件や酸化膜厚さによってEerの絶対値は異なるがEer_^<-1>-LETの傾きは同じであることが判明した。Eer_^<-1>-LETに直線関係があることは、これまでにsiMosでも報告されているが、sicはその傾きがsiと比較して1/3であり、SEGR耐性に優れていることを見いだした。考察の結果、ワイドバンドギャップ半導体であるSiCは電子一正孔対生成エネルギーが大きいことから電荷発生量が少ないためMos界面の電界強度の一時的な増加が小さく、SEGR耐性に優れていると結論した。当該年度で得られた研究の成果は、査読付き論文誌に受理・掲載(Nucl. Instrum. Meth. B 319 (2014) p. 75)、SiC及び関連材料国際会議(ICSCRM2013,2013年9月、宮崎)で論文発表(Mater. Sci. Forum778・780 (2014) p. 440)するとともに、学位論文としてまとめ博士の学位を取得した。種々のゲート酸化膜を有するSiC MOSキャパシタの絶縁破壊電界における高エネルギー重イオンのLET依存性について明らかにすることができた。また、絶縁破壊電界のLET依存性以外にも、イオン入射位置と絶縁破壊電界領域との関係に関する成果も得られたため、当初の計画以上に進展していると評価する。本研究課題の今後の推進方策についは、ターゲットとしている試料をsic MOSキャパシタからSiC MOS電界効果トランジスタ(FET)へと変更し、SiC MOSFETの絶縁破壊電界におけるLET依存性について明らかにする予定である。

加えて、デバイスシミュレータ(TCAD)を用いて、SEGR発生機構に関するさらなる知見を得る予定である。研究を遂行する上での問題点として、現在使用しているSiC MOSFETのフォトマスクパターンでは、ゲート領域における面積が小さいためSEGR発生位置の特定が困難であるため、ゲート面積の大きいフォトマスクを設計し、使用することで対応しようと考えている。
臨床応用に向けたセリア安定化アルミナ・ジルコニアインプラントの開発

歯科用インプラント材料として現在最も広く用いられている材料はチタンであり、審美性の問題とアレルギーの問題が懸念されている。そこで我々は新たなインプラント材料としてセリア安定化ジルコニア/アルミナ・ナノ複合体(Ce-TZP/Al2O3)に着目した。本研究の目的はCe-TZP/Al2O3インプラントの開発である。本研究では、最終段階として、ナノ構造をもった球状構造を有する、55%フッ化水素酸処理後のCe-TZP/Al2O3の表面性状における骨芽細胞の網羅的遺伝子解析を生化学的に、セリア安定化ジルコニア/アルミナ・ナノ複合体に特有なインプラント形状について理工学的に検証することを目的とする。
心理学的技法を用いた肥満治療プログラムからの脱落予防のための総合的研究

本研究はネガティブ感情が摂食行動コントロールを阻害するという仮説の研究である。第1に摂食量減少技法研究は青山が担当し、実験場面で参加者は、昼食の記憶を促進するために、携帯電話に昼食内容の入力した。この手続きで昼食後の間食摂食量の減少が示された。第2にラットによる摂食行動喚起の検討は畑が担当した。高カロリー食の制限の有無にかかわらず、交感神経系活動の高まりで、高カロリー食の選択行動が増加することが示された。第3に肥満治療への影響は佐藤が担当した。リバウンドする患者の性格特徴やネガティブ感情の調査を行いネガティブ感情の影響を示した。本研究では、肥満治療プログラムからの脱落を予防するための方策について、基礎と臨床の両面から総合的に検討をおこなっている。1)肥満患者が治療プログラムから脱落しやすい要因について、ネガティブ感情の蓄積という点からの検討を佐藤を中心として行っている。肥満外来の患者を中心にネガティブ感情を蓄積しやすいとされる自我状態の特徴を交流分析におけるエゴグラムという質問紙を用いて測定し、それと肥満患者の体重減少との関係を検討している。2)ラットを用いた最近の文献(Adam & et al., 2007 ; Ghitza et al., 2006)では、嗜好性の強い食物をオペラント条件付けによってラットに摂取させた後にその条件付けを消去しても、ストレスがかかると食物摂取への条件付け反応が回復することが報告されている。この点について畑研究員を中心に実験室で摂食行動のモデルとして確立し、またその事象にともなう神経伝達物質の反応性についての解析を行っている。3)実験室においてヒトの食物摂取に対して社会的促進(つられ食い)要因や、テレビ視聴などの要因がどのように影響を及ぼすかについての研究を青山研究員を中心として行っている。このような条件設定によって、ヒトの食物摂取量がどのように異なるかを検証し、食物摂取量のコントロールを行う手がかりを得ることが出来る。以上の研究は今後の展開で食物摂取に対する総合的なモデルとして統合してゆく計画である。1)肥満患者が治療プログラムから脱落しやすい要因について、ネガティブ感情の蓄積という点からの検討を佐藤が行い、摂食障害傾向を持つ大学生のボディ・イメージの歪みについての検討を行った。また肥満外来の患者を中心にネガティブ感情を蓄積しやすいとされる自我状態の特徴を交流分析におけるエゴグラムという質問紙を用いて測定し、それと肥満患者の体重減少との関係を検討している。2)動物を対象とした摂食行動については、畑研究員を中心に実験室で摂食行動のモデルの確立をめざした実験を行った。またその事象にともなう神経伝達物質の反応性についての解析を行っている。嗜好性の強い食物をオペラント条件付けによってラットに摂取させた後にその条件付けを消去しても、ストレスがかかると食物摂取への条件付け反応が回復することについての実験研究を行った。本年度の研究では特に食物に対するクレービングの問題について研究を行いある特定の食物に対する渇望がどのような条件設定によって生起するのかを検証し、食物摂取量のコントロールを行う手がかりを得る研究を行った。本研究課題においては、ネガティブ感情が摂食行動のコントロールを阻害するという考えに基づいて研究を行ってきた。第1に摂食量を減少させる技法の効果に関する実験的研究に関しては、青山が担当し食事をコントロールすることが困難になる状況をかなり明確にすることができた。第2にネガティブ感情が摂食行動を喚起する動物モデルの検討に関しては、畑が担当しストレス状況においてラットの食欲が増大することを示すことによって、動物の基本的な食欲のコントロールの中でストレスが身体的な要求以上に摂食行動を行わせるということが明らかになった。第3にネガティブ感情が肥満治療プログラムにどのような影響を及ぼすかという点に関しては、佐藤が肥満患者の治療プログラムにおいてリバウンドを起こしてしまう患者の性格特徴やネガティブ感情の蓄積に関する調査を行い、これらの影響をどのようにコントロールするかということを検討した。これらの研究の重要性は本研究者らによって、ネガティブ感情と呼ぶものが動物から人間に至るまでの食欲のコントロール機能を阻害するという事を明らかにした点である。従来の研究では摂食行動をコントロールすることに関しては、認知行動療法的なプログラムが中心となっており、そのプログラムに従って摂食行動をコントロールすることによってダイエットが行われると報告されてきている。しかし、この方法によって必ずしもダイエットが適切に行なわれ、あるいは十分な成果をみたらしているわけではない。それは本研究者らが示したようなネガティブ感情のコントロールが必要であるということと考えられる。

このような点から考えて本研究が示唆することの意義は摂食行動をターゲットとしたコントロールにおいてネガティブ感情を如何に処理し、摂食行動を阻害する要因を除去するかということである。この考え方に基づくプログラムの構築は現在行われつつあるところで、今後さらにこの方面の研究を展開して行くことが必要と考えられる。
反転対称性の破れを伴う人工超格子における巨大スピン軌道トルクの探索

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
機能性多層コアシェル触媒Aushell/Ptshell/Mの安定性に関する研究

本研究は、固体高分子型燃料電池(PEFC)用カソード触媒として用いられている白金担持カーボン触媒(Pt/C)の耐久性の向上を目的としてPt/CのPtナノ粒子表面上にAuサブモノレイヤーを修飾し、Ptの溶解へ及ぼす影響についてEQCM法およびRRDE法を用いて評価した。まず、Pt/Cを模擬したAuサブモノレイヤー修飾Pt電極をUPD法を用いて作製し、EQCM法を用いて、その耐久性について評価した。その結果、Auサブモノレイヤーの被覆率は8割程度となった。これは、理論的には約66.7%の被覆率となるはずであるので、UPDに加えPtとAuの置換反応も若干進行している可能性が示唆された。また、本電極で電気化学的に加速劣化試験を行った場合、Au未被覆電極よりもPt溶解がみられる上限電位が上昇した。したがって、Auを被覆することでPtの溶解を抑制していることがわかった。一方、市販のPt/C触媒のPtナノ粒子表面上にUPD法を用いてAuを修飾すると、その被覆率は約30%程度となった。先述のように理論値は66.7%であることから約半分以上のAuはPt上に被覆していないことが示唆された。調製した電極で同様に加速劣化試験をおこなったところ、表面積および質量比活性の低下がAu未被覆Pt/Cと同程度であることが確認された。したがって、低い被覆率ではPtの溶解速度に影響を与えていない、あるいは本質的にPt/Cの劣化因子として凝集によるPt粒径の増大が大きい可能性が示唆された。以上のことから、Pt/Cの耐久性を向上させるためにはAuの被覆率を向上させる必要があることが示唆された。また、Pt/Cの劣化因子(溶解・凝集etc.)を特定していくことで現状以上の耐久性の向上が期待できると考える。水晶振動子上に白金が蒸着されたPt/QC電極上にAuをサブモノレイヤーで修飾し、燃料電池の実作動電位領域でのPtの安定性について、電気化学的に加速劣化試験を行い、その耐久性について評価した。このとき、電気化学測定と並行してQCM測定を行い、白金質量の変化について同時にモニターすることでAu/Pt/QC電極の安定性について解析した。Ausub-ML/Pt/QCはUPD法を用いて作製した。電気化学的に活性化処理したPt/QC電極を0.05 M H2SO4 + 2 mM CuSO4の電解液中で電極を0.328 V vs.RHEで10分間定電位保持して、Pt表面上にCuをUPD析出させた。次いで、開回路状態で同溶液中にAuCl3水溶液を0.1 mMとなるように添加し、Au上のCuUPDとAu3+を置換させてAusub-ML/Pt/QC電極を作製した。その結果、UPD-CuとAuが置換し、Pt特有のCVピーク(水素吸脱着波、PtOxの形成と還元)は減少したため、Pt上にAuが被覆したことがわかった。調製したAusub-ML/Pt/QCとPt/QCについて、0.6から1.0-1.2 Vの電位範囲で矩形波による電気化学的加速劣化試験を行った。Pt/QC電極で劣化試験を行った場合、Ptの溶解は1.1 V以上で観察され、電位の上昇とともにその溶解量は増加した。一方、安定性の高いAuをPt上に被覆した場合、Ptのみの場合と同様に1.1 V以上の電位で質量減少が確認された。このとき、Ptの表面積は増加する傾向が観られた。したがって、QCMで観測された質量減少は、Ptの溶解のみならずAuが溶解した可能性がある。Auはこの電位範囲では安定な金属であるが、下地のPtが溶解する際に共に溶解される可能性があることがわかった。XPS測定法を用いた、PtとAuの電子状態については現在検討中である。平成23年度の研究実施計画として、i)Ausub-ML/Pt/QCの作製、ii)電気化学的加速劣化試験、iii)表面組成の解析の3つについて計画した。この3つの項目についての測定は完了したが、iii)の表面組成の解析について、XPS測定結果より、比較となる試料を作成し、より詳細にPtとAuの電子状態について解析する必要があると考えた。この測定が終わり次第当初予定であるi)-iii)の研究結果を総括したPtの溶解ならびに金のPt溶解抑制機構について明らかにする。平成24年度は、当初計画通り、市販のPt/C触媒のPtナノ粒子上にAuを電気化学的に被覆率を変化させて修飾し、Ausub-ML/Pt/C触媒を調製する。Au被覆率と酸素還元活性の関係について回転電極を用いて評価する。回転電極法は電極を回転させて,物質移動速度を制御することにより、反応電流から物質移動の影響を取り除き,純粋な電荷移動反応速度を求めることができる電気化学手法である。作製したAusub-ML/Pt/C触媒粒子の耐久性について、0.6 Vから1.0-1.2 Vの電位範囲で矩形波による電気化学的加速劣化試験を行う。得られた酸素還元挙動と、平成23年度のEQCM測定で得られた知見を基に、Au被覆率の最適化を行い、Pt本来の酸素還元活性を保有しつつ、耐Pt溶解性を有する触媒表面の設計を行う。平成23年度の研究成果より得られた知見を基に、Au被覆率の最適化を行い、Pt本来の酸素還元活性を保有しつつ、耐Pt溶解性を有する触媒表面の設計を行う。
Probing crystal defects with scattering theory and non-commutative topology

種々の電場または磁場を伴うSchroedinger作用素のスペクトルおよび散乱の結果が得られた。我々の研究は、必然的に散乱理論における指数定理につながるものである。散乱理論における指数定理は、摂動の下で安定している量の出現に対応する。また我々は、異方的な1次元量子ウォークのスペクトル解析を十分に発展させ、任意個の連続スペクトルに埋め込まれた束縛状態をもつSchroedinger作用素の構成法を得た。
ジューコフスキー変換のトーラスへの一般化

ジューコフスキー変換をy^2+a_1xy+a_3y-x^3-a_2x^2=0で定義される種数1のコンパクトリーマン面に一般化するわけであるが,一般にf(x.y)=0で定義される種数1のリーマン面上の第一種微分は(dy)/(fx)=-(dx)/(fy)で表わされる.dy=-(fx)/(fy)dxであるから積分するとy=-∫(fx)/(fg)dx=x-x-∫(fx)/(fg)dx=x-∫(1+(fx)/(fy))dx従ってジューコフスキー変換のa/xにあたる部分は-∫(fx+fy)/(fy)dxで表わされる.この複素ポテンジャルの複素速度ベクトルは-(fx+fy)/(fy)であり,その淀み点および湧き出しは特異点における状況に依存している.このポテンシャル流の例について,国際之用数学会で発表した.ジューコフスキー変換をy^2+a_1xy+a_3y-x^3-a_2x^2=0で定義される種数1のコンパクトリーマン面に一般化するわけであるが,一般にf(x.y)=0で定義される種数1のリーマン面上の第一種微分は(dy)/(fx)=-(dx)/(fy)で表わされる.dy=-(fx)/(fy)dxであるから積分するとy=-∫(fx)/(fg)dx=x-x-∫(fx)/(fg)dx=x-∫(1+(fx)/(fy))dx従ってジューコフスキー変換のa/xにあたる部分は-∫(fx+fy)/(fy)dxで表わされる.この複素ポテンジャルの複素速度ベクトルは-(fx+fy)/(fy)であり,その淀み点および湧き出しは特異点における状況に依存している.このポテンシャル流の例について,国際之用数学会で発表した.
インフレーションとダークエネルギーの起源の探究

ビッグバン宇宙論の諸問題を解決するため、1980年代初頭にインフレーションと呼ばれる宇宙初期の加速膨張のシナリオが提唱された。インフレーション中には、後に宇宙の大規模構造の種となる密度ゆらぎが生成され、理論的に予言されるスカラー型の揺らぎのスペクトルは、宇宙背景輻射(CMB)の温度揺らぎの観測とよく一致している。しかし、インフレーションを引き起こす起源は未だ明らかになっておらず、その機構を理論的に明らかにしようとする研究が世界的に活発に行われている。我々は、今年3月に発表されたPlanck衛星による新しい観測データを用いた統計解析により、一般相対論を拡張した様々な単一場インフレーション模型に対する観測的制限を議論した。さらに、WMAPおよびPlanckの観測から、CMBの温度揺らぎのスペクトルに非等方性があることが示唆されている。その非等方性を説明するために、スカラー場がベクトル場と結合しているインフレーション模型が先行研究で提唱されており、その場合にはスペクトルがoblate型の異方性を持ち、温度揺らぎの非ガウス性が大きくなり得ることが知られている。それに対して我々は、インフラトン場が2-form場と結合している新しい模型での解析を行い、非等方インフレーションが起こることと、スペクトルがprolate型の異方性を持つことを示した。さらに揺らぎの非ガウス性は、局所型の運動量依存性の場合には抑制されるのに対し、等辺型のような他の場合には大きくなり得ることを明らかにした。我々が得た結果は現在の観測と整合的であり、今後の観測精度の向上及び理論研究の進展により、更なる現実的な理論模型の構築に貢献するものと期待される。Planck衛星の結果が2013年3月に発表された事を受け、研究に取り組んでいるいくつかの理論モデルに対して、新しいデータを取り入れた統合解析を合わせて行うことで、観測との整合性を明らかに出来た。また、国内および海外での研究発表や、他大学の研究者を交えた研究会やゼミへの参加で、人脈が広がった。これまで研究を行っていた非等方インフレーション模型について、4次元時空で場の運動方程式が2階微分に保たれる最も一般的な理論(ホルンデスキ理論)に適用し、幅広いインフレーション模型において応用できることを示したいと考えている。また、新たに公開されたBICEP2による重力波の結果及び、今年9月頃に発表されると期待されるPlanck衛生の重力波Bモードの結果を踏まえ、観測的に示唆されるインフレーション模型の選別や、新たな模型の構築について研究を進めて行きたい。修士課程の間に進めていた,相補的インフレーション機構に関する研究が4月にまとまり,学術雑誌(PRD)に投稿,5月に受理された.この研究内容について,国際会議や夏の学校で発表を行った(13参照).その後,新たな研究課題を模索するために,最近の論文に目を通し,現在盛んに行われている研究や,今まで行われてきた先行研究について理解を深めた.特にインフレーションを起こすインフラトン場として,素粒子物理から動機づけられるヒッグス粒子や擬南部-Goldstoneボソン(PNGB)を用いたインフレーション模型に興味を持ち,これらの模型の利点や問題点,問題点を解決する代替案として最近研究されている模型などを,具体的に式を追って理解を深めた.素粒子物理から動機づけられるこれらの粒子を,インフラトン場として扱うのは自然であるが,標準的なスローロールインフレーションの枠組みでは,パラメータのスケールの問題が現れるため,インフラトン場と重力の結合や,インフラトン場の自己相互作用,複数場の機構などを考えることでこれらの問題を解決しようとする様々なモデルが,現在までに提唱されている.このような背景をもとに,現在新しい研究課題として,スカラー場のGalileon相互作用項を考えたインフレーション模型についての解析に取り組んでいる.具体的に,このインフレーション模型に関して,バックグラウンドのダイナミクスから再加熱に必要な場の振動が起こるかどうか,また,摂動を考えた上でインフレーション中に生成される揺らぎが,WMAP衛星による宇宙背景放射(CMB)をはじめとする現在の観測と,どの程度整合性があるかの制限を解析している.対外活動としては,外部の人々と議論することでより視野が広がり,理解が深まると考え,新学術領域研究の若手メンバーで構成される勉強会への参加や,後期から東大の宇宙論・相対論セミナーに参加し,研究に欠かせない人脈作りも積極的に行った.昨年度末から取り組んでいた,Galileon相互作用項を含むインフレーション模型の研究について,インフレーション後の再加熱に必要な場の振動が正常に起こるためのパラメータの制限と観測からの制限を合わせて,模型の整合性を評価した.この研究は7月にまとまり,学術雑誌(JCAP)に投稿,10月に受理された.この研究内容について,いくつかの国際会議や物理学会で発表を行った(13参照).その後新しい研究方針として,今後の観測で制限が期待できる宇宙の異方性を含むインフレーション模型についての議論をするため,まず先行研究を通して理解を深めた.これは,インフレーションを引き起こすスカラー場が,ベクトル場と相互作用している模型で,インフレーション中に異方性モードがある程度残る事が示されている.また,宇宙の温度ゆらぎがガウス分布からどの程度ずれているかを表すパラメータ(non-Gaussianity)が近年注目されており,この模型では観測にかかる程度の大きなnon-Gaussianityが理論的に予測されている.2013年3月に発表されたPlanck衛星の結果では,従来のものよりも一桁程度の強いnon-Gaussianityの制限が得られており,このモデルは観測的に棄却される可能性がある.

異方性を示す観測パラメータについては,Planck衛星の結果ではまだ解析されていないが,それまでのWMAP衛星の結果によれば,観測的に異方性が存在する事が示唆されている.以上のような背景をふまえ,我々は先行研究を拡張したモデルとして,2-form fieldがインフラトン場と相互作用している模型について,観測パラメータがどのように理論予測されるかを議論した.先行研究の場合と比べて,同じように異方性が残る一方で,特定のモードにおけるnon-Gaussianityが小さくなり,新しいPlanckの制限と矛盾しない結果が得られた.今後Planckの解析からゼロでない異方性パラメータの結果が出てくるのであれば,このモデルは初期宇宙を記述する上で,非常に現実的な模型であるといえる.この研究は3月末にまとまり,学術雑誌(PRD)に投稿,4月上旬に受理された.ビッグバン宇宙論の諸問題を解決するため、1980年代初頭にインフレーションと呼ばれる宇宙初期の加速膨張のシナリオが提唱された。インフレーション中には、後に宇宙の大規模構造の種となる密度ゆらぎが生成され、理論的に予言されるスカラー型の揺らぎのスペクトルは、宇宙背景輻射(CMB)の温度揺らぎの観測とよく一致している。しかし、インフレーションを引き起こす起源は未だ明らかになっておらず、その機構を理論的に明らかにしようとする研究が世界的に活発に行われている。我々は、今年3月に発表されたPlanck衛星による新しい観測データを用いた統計解析により、一般相対論を拡張した様々な単一場インフレーション模型に対する観測的制限を議論した。さらに、WMAPおよびPlanckの観測から、CMBの温度揺らぎのスペクトルに非等方性があることが示唆されている。その非等方性を説明するために、スカラー場がベクトル場と結合しているインフレーション模型が先行研究で提唱されており、その場合にはスペクトルがoblate型の異方性を持ち、温度揺らぎの非ガウス性が大きくなり得ることが知られている。それに対して我々は、インフラトン場が2-form場と結合している新しい模型での解析を行い、非等方インフレーションが起こることと、スペクトルがprolate型の異方性を持つことを示した。さらに揺らぎの非ガウス性は、局所型の運動量依存性の場合には抑制されるのに対し、等辺型のような他の場合には大きくなり得ることを明らかにした。我々が得た結果は現在の観測と整合的であり、今後の観測精度の向上及び理論研究の進展により、更なる現実的な理論模型の構築に貢献するものと期待される。素粒子物理から動機づけられるインフレーション模型の理解と解析は順調に進展しているが,もう一つの宇宙の加速膨張を引き起こすダークエネルギーに関しては,他の研究者の論文を読んで理解を深める他は,新しい研究として進展はない.国内および海外での研究発表や,他大学の研究者を交えた研究会やゼミへの参加で,人脈が広がった.今年度,初めて他大学の研究者との共同研究で,素粒子物理から動機づけられるインフレーション模型の理解・解析をする事ができた.ダークエネルギーに関しては,新しい研究はできなかったが,インフレーションの研究で2つのテーマについてまとめることができた.
藻類多核細胞に見られる細胞周期同調化機構の解析

一般に多核細胞においては細胞周期は同調的に進行することがよく知られている。本研究では数種の多核緑藻について核の細胞周期の同調性について細胞生物学的手法により観察を試み、多核緑藻の核分裂にはいくつかのパターンが存在する事を明らかにした。例えば、ハネモなどでは個々の核の細胞周期は独立したものであり、そのため核分裂は非同調的に行われる。マガタマモではある領域の核集団で細胞周期は同調的に進行し、その領域内では核分裂は同調的に行われる。モツレグサでは細胞内の多数の核はすべてほぼ同調的に核分裂が行われる。真核細胞の細胞周期制御がP34^<cdc2>とサイクリンによって行われることが近年明らかになりつつある。そこで多核緑藻に見られる細胞周期の同調・非同調の現象をこれらの具体的な細胞周期制御因子の観点から考察を試みようと考え、モツレグサを材料にそのcdc2遺伝子について分子生物学的手法を用いて明らかにした。PCRクローニングによってcdc2遺伝子の524塩基の配列を決定し、そこから推定される178アミノ酸配列を決定した。得られたアミノ酸配列をすでに報告のある分裂酵母のP34^<cdc2>と比較したところ、47.2%のホモロジーを示した。次にcdc2遺伝子産物を特異的に認識する"PSTAIRE抗体"を用いて活発に生長しているモツレグサから得られたタンパク質に対してイムノブロットを試みたところ、分子量38000のタンパク質が特異的に認識できた。なお、ハネモ・マガタマモにおいては"PSTAIRE抗体"を用いてのイムノブロットでは検出できなかった。今年度得られたこれらの結果は多核緑藻細胞における細胞周期の制御が、酵母・動物・陸上植物において報告されてきた制御タンパク質と分子量・アミノ酸配列において大きく異なるタンパク質によって制御されている可能性を示すもので、海洋において多核生物として独特の進化を経てきたこれら藻類の形態形成機構を考える上でも興味深いものである。褐藻ヒバマタでは、コルヒチンを用い卵核と精核の融合を阻害した場合、卵核では正常にDNA合成を行った後に染色体凝縮がおこるが、精核では未成熟染色体凝縮が起こる。さらに未受精卵を細胞融合させ、受精・発生させた場合にはそれぞれの卵核は核融合はしないが、同調的に分裂する。以上の観察結果は藻類細胞においても細胞周期制御因子が存在することを強く示唆している。予備実験として行ったヒバマタ受精過程の観察は論文として発表し、卵核と精核の核融合阻害の際に見られる精核の未成熟染色体凝縮についても雑誌に投稿中である。これに対し多核緑藻の場合、生殖細胞形成を除いては、藻体は多核細胞でありながら細胞中のすべての核が必ずしも同調的には核分裂しない特徴がある。細胞質拡散性の細胞周期制御因子がこの場合においても存在していると考えると、多核緑藻細胞においてすべての核が同調的に分裂しないのは極めてユニークな特徴と言える。そこで本年度は主に多核緑藻マガタマモを用い、細胞周期制御機構について基礎的実験を行った。アフィディコリンを使用し、細胞核をS期の直前で止めておき、それを解除する事により細胞周期を同調化し、DAPI染色による核内DNA量の増加さらにブロモデオキシウリジンの取り込み実験から、G1,S,G2,M期の各時間を決定した。またマガタマモに見られる核分裂周期が同調化したパッチ集団は新しい細胞周期毎に再構築されることを明らかにした。

さらに多核緑藻においては核分裂時において核膜が常に保存されていることが知られているため、マガタマモの核分裂について電子顕微鏡を用いて詳細に再調査した。多核緑藻の核分裂にはいくつかのパターンが観察できる。例えば、ハネモなどでは個々の核の細胞周期は独立したものであり、そのため核分裂は非同調的に行われる。マガタマモではある領域の核集団で細胞周期は同調的に進行し、その領域内では核分裂は同調的に行われる。モツレグサでは細胞内の多数の核はすべてほぼ同調的に核分裂が行われる。真核細胞の細胞周期制御がP34^<cdc2>とサイクリンによって行われることが近年明らかになりつつある。そこで多核緑藻に見られる細胞周期の同調・非同調の現象をこれらの具体的な細胞周期制御因子の観点から考察を試みようと考え、今年度はモツレグサを材料にそのcdc2遺伝子について分子生物学的手法を用いて明らかにした。PCRクローニングによってcdc2遺伝子の524塩基の配列を決定し、そこから推定される178アミノ酸配列を決定した。得られたアミノ酸配列をすでに報告のある分裂酵母のP34^<cdc2>と比較したところ、47.2%のホモロジーを示した。次にcdc2遺伝子産物を特異的に認識する"PSTAIRE抗体"を用いて活発に生長しているモツレグサから得られたタンパク質に対してイムノブロットを試みたところ、分子量3800のタンパク質が特異的に認識できた。なお、ハネモ・マガタマモにおいては"PSTAIRE抗体"を用いてのイムノブロットでは検出できなかった。今年度得られたこれらの結果は多核緑藻細胞における細胞周期の制御が、酵母・動物・陸上植物において報告されてきた制御タンパクシツと分子量・アミノ酸配列において大きく異なるタンパク質によって制御されている可能性を示すもので、海洋において多核生物として独特の進化を経てきたこれら藻類の形態形成機構を考える上でも興味深いものである。
mRNA不安定化因子を利用したhypomorph型モデルマウスの作出

遺伝性白内障のモデルであるShumiya Cataract Rat(SCR系ラット)における白内障遺伝子の同定を試み、白内障遺伝子はラノステロール合成酵素遺伝子(Lss遺伝子)の自然突然変異であることを突き止めた。SCR系ラットはLss^SとLss^lの2つの異なる突然変異対立遺伝子をヘテロでもっていた。このうちLss^Sはhypomorph型対立遺伝子であった。Lss^S対立遺伝子をさらに詳細に解析した結果、第4エクソンの3'端から17番目の塩基にG→A置換変異が見付かった。この変異によりmRNAの不安定化が生じ、そのためにmRNA発現量が低下して見えることが明らかとなった。hypomorph型Lss^S遺伝子の第4エクソンをルシフェラーゼ遺伝子に連結して培養細胞中で強制発現させると、ルシフェラーゼ活性が低下した。この結果より、Lss遺伝子の第4エクソン内のmRNA不安定化因子は、その位置する遺伝子に関わり無く機能することが明らかとなった。Lss^Sにおいて第4エクソンの3'端から17番目のG塩基からA塩基への置換がmRNA前駆体の異常スプライシングから不安定化を惹起する機構の可能性として、exonic splicing enhance(ESE)配列の変化を考え、実験的に検証した。コンピュータープログラムESEfinderにより解析の結果、Lss^SではA塩基への置換により、比較的スコアの高い(score=4.15)SRp40配列があらたに形成されていることが確認された。「本来結合するべきではないスプライス因子がmRNA前駆体に結合すると、何らかの理由によりmRNA前駆体が不安定化する」との機構が推測された。遺伝性白内障のモデルであるShumiya Gataract Rat(SCR系ラット)における白内障遺伝子の同定を試み、白内障遺伝子はラノステロール合成酵素遺伝子(Lss遺伝子)の自然突然変異であることを突き止めた(研究成果欄参照)。SCR系ラットはLss^sとLss^1の2つの異なる突然変異対立遺伝子をヘテロでもっていた。Lss^1は4個のアミノ酸を欠失するノックアウト型対立遺伝子であり、これがホモになると胎生致死となる。Lss^sは活性低下型対立遺伝子であるが、.これがホモであっても見かけ上は正常となる。これら対立遺伝子をヘテロで持ち、LSS活性が充分に低下し、その結果としてレンズ水晶体におけるコレステロール合成量がある閾値以下に低下することがSCR系ラットにおける白内障発症の必須条件であった。Lss^s対立遺伝子のmRNA発現量は正常型対立遺伝子の約40%に低下していた。Lss^s対立遺伝子をさらに詳細に解析した結果、SCR系ラットのLss遺伝子には第4エクソンの3'端から17番目の塩基にG→A置換変異が見付かった。SCR系ラットのLss遺伝子の第4エクソンをルシフェラーゼ遺伝子に連結して培養細胞中で強制発現させると、ルシフェラーゼ活性が低下した。様々な実験用ラット系統を調査した結果、ラノステロール合成酵素遺伝子(Lss遺伝子)上のhypomorph型対立遺伝子であるLss^Sは他のラット系統にも広く保有されることが明らかとした。また、Lss遺伝子の上流域の調節領域(プロモーター領域)にはラット系統間での機能的多型が存在することを明らかとした。BN系ラットはACIおよびSCR系ラットと比較してコレステロール合成が必要な状況でLss遺伝子をより多く転写する能力を有していた。SCR系ラットはコレステロール合成を停止するべき状況でのLss遺伝子の転写を抑制する能力が劣っていた。

これらのデータは実験用ラットにはコレステロール恒常性に関する遺伝的多型があることを意味するだけでなく、異なるLss対立遺伝子を有するラット系統がコレステロール代謝に干渉する処置に対して異なる反応を呈する可能性を示唆した。hypomorph型対立遺伝子であるLss^Sの第4エクソンに生じる異常スプライシングは、第4エクソンの3'端から17番目のG塩基からA塩基への置換が原因となっていた。塩基置換が異常スプライシングを惹起する機構の可能性として、exonic splicing enhance(ESE)配列の変化を考え、実験的に検証した。コンピュータープログラムESEfinderにより解析の結果、Lss^SではA塩基への置換により、比較的スコアの高い(score=4.15)SRp40配列があらたに形成されていることが確認された。「本来結合するべきではないスプライス因子がmRNA前駆体に結合すると、何らかの理由によりmRNA前駆体が不安定化する」との機構が推測された。
実験生物保存系統の情報化に関する研究

本研究の目的は,文部省所轄下の国・公・私立大学および研究所などに保存されている各種の実験生物系統についての情報を収集・整理して,それらをデータベース化するとともに,利用のプログラムを開発することである.昭和59年以来行っている,全国の大学・研究所に維持されている,動物,植物,微生物および培養細胞の実験系統についての調査に基づいて,それぞれの生物の種類別のデータベスを作成しつつある.これまですでに実験系統保存の概括的展望を与える資料として,「国・公・私立大学等における実験生物系統」を,我が国のショウジョウバエ実験系統の所在情報をDROSOーPHILA STOCK LIST IN JAPAN(1985年)およびその改訂版(1986年)に,微生物系統の取まとめのモデルケースとして「国立遺伝学研究所における大腸菌遺伝系統」1986年を取りまとめて印刷配布した.本年度は,マウスの実験系統について取りまとめを完了し,関係研究機関及び研究者に配布した.またわが国の研究機関に保存されているカイコの系統について取りまとめがほぼ終わり,印刷の段階にある.イネについては,遺伝子記号の統一と連鎖群の確定を継続して行い,これらの作業の今までに得られた成果を,イネの遺伝・育種に関する研究情報とともに,RICE GENETICSNEWSLETTER VOL.4(1987)として刊行した.また,研究班の全体会議を開いて今後の調査データの情報化について検討を行った.本研究の目的は、文部省所轄下の国・公・私立大学および研究所などに保存されている各種の実験生物系統についての情報を収集・整理して、それらをデータベース化するとともに、利用のプログラムを開発することである。昭和59年以来行っている、全国の大学・研究所に維持されている、動物,植物,微生物および培養細胞の実験系統についての調査に基づいて、それぞれの生物の種類別のデータベスを作成しつつある。これまですでに実験系統保存の概括的展望を与える資料として、「国・公・私立大学等における実験生物系統」を、我が国のショウジョウバエ実験系統の所在情報をDROSO-PHILA STOCK LIST IN JAPAN(1985年)およびその改訂版(1986年)に、微生物系統の取まとめのモデルケースとして「国立遺伝学研究所における大腸菌遺伝系統」1986年を取りまとめて印刷配布した。本年度重点的に行ったものは、実験動物の情報化でこのうちマウス系統については印刷の段階にある。また大腸菌遺伝系統とコムギ遺伝実験系統について検索のためのソフトを試作した。イネについては、遺伝子記号の統一と連鎖群の確定を継続して行い、これらの作業の今までに得られた成果を、イネの遺伝・育種に関する研究情報とともに、RICE GENETICSNEWSLETTER VOL.3(1986)として刊行した。また、研究班の全体会議を開いて今後の調査データの情報化について検討を行った。本研究の目的は,文部省所轄下の国・公・私立大学および研究所などに保存されている各種の実験生物系統についての情報を収集・整理して,それらをデータベース化するとともに,利用のプログラムを開発することである.昭和59年以来行っている,全国の大学・研究所に維持されている,動物,植物,微生物および培養細胞の実験系統についての調査に基づいて,それぞれの生物の種類別のデータベスを作成しつつある.これまですでに実験系統保存の概括的展望を与える資料として,「国・公・私立大学等における実験生物系統」を,我が国のショウジョウバエ実験系統の所在情報をDROSOーPHILA STOCK LIST IN JAPAN(1985年)およびその改訂版(1986年)に,微生物系統の取まとめのモデルケースとして「国立遺伝学研究所における大腸菌遺伝系統」1986年を取りまとめて印刷配布した.本年度は,マウスの実験系統について取りまとめを完了し,関係研究機関及び研究者に配布した.またわが国の研究機関に保存されているカイコの系統について取りまとめがほぼ終わり,印刷の段階にある.イネについては,遺伝子記号の統一と連鎖群の確定を継続して行い,これらの作業の今までに得られた成果を,イネの遺伝・育種に関する研究情報とともに,RICE GENETICSNEWSLETTER VOL.4(1987)として刊行した.また,研究班の全体会議を開いて今後の調査データの情報化について検討を行った.
音声の画像情報を併用した聴能訓練システムの開発と利用に関する研究

本研究では、従来、聴覚のみを頼りにして行ってきた聴能訓練に音声の画像情報を併用することにより効率化を図ることが可能か否かを調べるのが初期の目的であった。単共振分解型圧縮音声と画像による聴能訓練の結果、聴力の状態が安定している5名の感音性難聴者のうち、4分法による平均可聴野(本研究で新たに定義)が20-25[dB]の被験者2名において画像の表現が聴取能力の明らかな改善に寄与し,37-48[dB]程度の被験者は画像なしでもすでに十分な聴取が可能であり,9[dB]程度の狭い可聴野の被験者は、画像を用いても聴取能力の改善は見られなかった。次に、訓練後の聴取能力(単語正答率)と可聴領域、振幅圧縮特性の関連を分析した結果によると,可聴領域内のフォルマントピーク分布割合が正答率と直線的な関係になることが示された。この結果に基づき,健聴者のマスキングノイズによる模擬難聴状態(難聴者のHTLと同じスペクトルのノイズでマスクした状態)で同じ圧縮音声を聞く実験が行われた。この実験によりマスクノイズのレベルを超えるフォルマントピーク分布割合が難聴者の可聴領域にあるそれと一致していれば、ほぼ同じ正答率になることが立証され、可聴領域内のフォルマントピーク分布割合を大きくする補聴器を設計することの重要性を指摘できた。最後に、単共振分解型補聴器の振幅圧縮の特性を補正する方式を提案し、その補正により難聴者における正答率の大きな改善が見込まれるということが推定された。今後はその方式の実現に努力したい。既に計算機シミュレーションにより開発された音声の画像化システムと単共振分解型振幅圧縮処理の補聴システムを組み合わせて、聴能訓練を効率化する新しい方式の開発を目的として本研究が進められている。本年度の第一の目標はこれまで2台のパソコンをトレーニングマネージャーとして音声とその画像を呈示するシステムによる処理の代りにCD-ROMに書き込んだ音声と画像で多数の被験者の簡便なトレーニングを可能にする方式を開発することである。まず、話者15人による日常的に重要な単語520語、合計7800語の音声・画像・文字を書き込んだ3枚のCD-ROMの作成を実現した。次に、CD-ROMを用いた通常のパソコンによるトレーニングを可能にするように汎用のPCカードから音声出力を行う装置とトレーニングプログラムを開発した。これらのツールを通常のパーソナルコンピュータと組み合わせることにより簡単に聴能訓練を実施する環境が整えられた。また、音声画像の理解を促進する簡易テキストの作成を行った。テキストは、母音から/VCV/音節、さらには単語へと画像の読み方を学習するように計画されている。上記のシステムが完成した後、感音声難聴8名(中等度難聴1名、高度難聴4名、重度難聴3名)の被験者を対象に聴能訓練の方法の確立とその効果の分析に着手した。即ち、オ-ジオグラムの測定、日常使用の補聴器と線形補聴器による語音聴取テストにより訓練前の状態の把握し、実際に聴能訓練で使用する個人毎の単共振分解型補聴器処理音声と画像と文字を書き込んだCD-ROM作成を進行中である。一方、リアルタイムで音声の画像化と単共振分解型補聴処理を実現する総合システムをマルチDSP方式で設計し現在、試作・調整が進んでいる。前年度に音声・画像・文字を書S込んだCD-ROMの作成と聴能訓練システム利用のための環境を整備したので、本年の研究目標はその利用効果を解析することにある。中等度難聴に属する6名の被験者を、各人のオージオグラムと可聴領域を基に比較対照できる2群に分け、一方は、音声・文字・画像を、他の1群には音声と文字を呈示して聴能訓練を実施した。

音声は、先にシミュレーションとして実現した新しい補聴方式の単共振分解型補聴器であり、最初に、各人に適した振幅圧縮特性を6段階の圧縮特性の中から聴取選択することにより決定した。400単語の中から抽出した50語により音声・画像・文字まだは音声・文字の組み合わせで自己学習し、他の男女各5名の話者による400語群から同様にランダムに抜き出した50単語を補聴器音声のみでテストするという方法を1セットとして繰り返した。20回の繰り返しの結果、学習曲線は次のように説明できる。(1)中域(1000Hz付近)で30-50dB程度の可聴領域があり平坦型のHTLを有する2名の被験者は、画像の有無に関わらず始めから高い正答率を示すかまたは80%程度からの改善という高い語音聴取能力を示した。(2)一方、低域(250Hz近傍)では45dBあっても中域(1000Hz付近)で5-15dB程度の可聴領域しかない高音急墜型の2名は、画像を用いた被験者に対し顕著な効果(50%から70%への改善)が生じ、文字のみの併用では全く改善がみられなかった。以上の結果より、画像の併用効果は、高音急墜型で中域の狭い難聴に対し、更に、被験者を増やし確認する必要がある。本研究は、聴覚障害者が補聴器から得る音声の微細なイメージを音声のパラメータ変換によって表現した画像情報を見て強化する聴能訓練に関するものである。前年度までに既に実験システム(単共振分解型補聴システムと音声の画像化システムを組み合わせたシステム)は完成しているので、7人の聴覚障害者を対象に音声、画像、文字を組み合わせた聴き取り訓練とテストを繰り返した。7人のうち6人が成人女性で単共振分解型補聴器を本実験で装用し、他の1人は小学生で自己の常用補聴器を用いた。各人の聴力にとって適正な振幅圧縮条件を定めたのち、約30-40回の訓練を続けた。成人女性6人のうち、中域(1000[Hz]付近)の可聴野の極めて狭い(5[dB]程度)被験者とオージオグラムが日によって大きく変動する不安定な聴力の被験者の場合には顕著な効果は認められなかったが、他の4人と小学生では、男女各10人の話者による単語の正解率で約20%の上昇が認められた。これらの結果を解析するために、成人女性4人の実際のホルマントピークが圧縮されて可聴領域に入る割合と正答率を調べたところ、可聴領域に第2ホルマント周波数成分が存在する割合と訓練開始直後の正答率が非常に高い相関を示した。また、5人の難聴者のHTLに特性を合わせた有色雑音を用いて模擬難聴状態をつくり、4人の健聴者でテストした場合、正答率は500-2000[Hz]の平均可聴野の大きさと単調増加の関係にあり、難聴者の結果と全く同様な傾向を示すことが示された。このことにより、振幅圧縮補聴器が有効であるためには、中域の可聴野が少なくとも15[dB]程度あることが必要であり、その場合に画像の併用も効果的であるとの結論を得た。