hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高分解能X線分光によるX線天体の輻射機構の研究

本研究課題をスタートした時点では、多層膜を用いた、高効率だが中程度の分解能の分光素子と、高い分解能を持つが高いエネルギーでは効率の低い反射型回折格子を、二つの独立のアプローチとして計画していた。その主な成果を以下に列挙する。1。X線光学素子評価システムの確率X線光源としては我々が研究室に既存のX線発生装置と、分子科学研究所の軌道放射光を用いた。本研究課題を進める中で、被測定物と検出器の角度、位置を制御し測定を自動化するシステムの整備が大いに進んだ。また、検出器としてはマイクロチャンネルプレートで二次元像の測定が手軽にきるようになった。2。(多層膜)回析格子の開発市販の反射型回析格子を入手し、その表面に多層膜を蒸着した。これは、回析格子の高い波長分解能を保持しつつ、その反射効率を多層膜で増加させようと言うものである。実際に製作した素子を測定したところ、これまで利用が不可能だった、8keVと言う高いエネルギーのX線に対し、一次光が全入射光の2%の効率で測定された。この結果については投稿論文を準備中である。この回析格子を実際の望遠鏡(中程度の空間分解能)に組み合わせる場合に最適と言われる、Off Plane Mountによる測定は、準備が今年度中に間に合わずその報告は持ち越すことになった。本研究課題の3年間の内には、我々が製作してきたX線望遠鏡が「あすか」衛星に搭載され、次々と新たな観測結果をもたらすことになった。そのデータを見ることで、より高い波長分解能への要求が更に高まっている。一方、1999年度を目視すASTRO-Eは実際に計画が動きだそうとしている。我々自身の手で最適な望遠鏡の設計を進めながら、分光観測をどう進めるか具体的な開発の方向を探って行きたい。1。2。今年度の研究の概要は大きく二つに分けられる。第一は分光素子評価システムの整備である。主に分散されたX線像を検出する為に、2種類のX線撮像型検出器の開発を行なった。最も基本的なものとして、まず2次元位置検出型ガス比例計数管(1ミリピッチのワイヤ-グリッド3段)を製作した。銅の特性X線(8keV)に対し位置分解能0.4mmが得られた。また、真空内での使用可能性も試験した。これらの測定には、新たに購入した波高分析器を使用し、同時にGPーIB Interfaceでパソコンで回転テ-ブルと連動させるシステムを構築した。次に、高い位置分解能とエネルギ-分解能を持つCCD(可視光用のCCDガス窓取り外し)を入手し、これを真空中で動作させるためのシステムを準備した。特に、真空中で移動することが可能な冷却系の実現に努力をした。ここでは、外部固定真空フランジを循環水で10°Cに冷やし、金網の熱伝動でペルチェ素子の高温側から熱を伝動で抜き取る。ペルチェ素子の冷却作用により、低温側では-30°Cが実現され、CCDの実用化が可能になった。第二は分光素子の設計と試作である。素子の一つとして考えた、金属多層膜で希望するものに近いものが入手でき、その測定を現有の設備(10mX線ビ-ムライン、回転テ-ブル、ガス比例計数管)に若干の手を加えて行なったところ、測定結果はほぼ予想どうりであった。反射型回折格子については、標準的な素子の測定を軌道放射光(応崎分子研UVSOR)で行ない、これらの結果を、今後の設計に生かしたい。

今年度の研究の中心は多層膜生成を、平面基板上および回折格子上に行ない、その性能を評価したことである。また、そのための測定システムの整備も行なった。1.金属多層膜の生成山下が持っている蒸着装置を用い、平面基板および回折格子上に金属多層膜を蒸着した。蒸着物質としては、目的とする軟X線(1-10keV)に適した白金/炭素(2d=100A)を用い、10-50層積層した。2.X線特性試験上記サンプルを比較のため、基板、回折格子の生地のままと、多層膜生成後について、実験室の特性X線ビームと、分子研のUVSORの連続光を単色化したものを用いて測定した。(1)多層膜単体:多層膜としての基本的な性能を確認するため、フロートガラスを回折格子と同時に蒸着したもので、設計値から予測されるBragg Peakから数%以内で一致した層間隔の多層膜生成が確認された。反射効率もFactor2以内で達成された。(2)回折格子:入手した回折格子自身の反射特性をX線で測定した。刻線数は1200本/mmと2400本/mmを測定した。ラミナー型では溝深さによるBragg反射が確認された。また、刻線に垂直ではなく平行な方向から入射させるOff-Plane Mountも試し、予想どうり、通常のMount法より高い反射効率が得られた。(3)多層膜回折格子:上記回折格子の内1200本/mmのものに白金/炭素(2d=100A)を蒸着した。これにより、多層膜のBragg Peak付近の比較的大きな入射角でも、通常の回折格子では得られない高い反射効率が確認できた。(3)今後の開発方針今年度の測定できなかった回折格子の波長分解能の測定を行なう必要がある。特に、最適なX線波長、入射角、測定システムを確立したい。また、現在、一次元で測定しているOff-Plane Mount法の測定を2次元にして、実用化に更に近付けたい。今年度の主な成果は以下の3点にまとめられる1。多層膜回折格子の性能測定昨年度入手し、多層膜を蒸着した回折格子の測定を詳しく行なった。まず、分子科学研究所の軌道放射光において、分光器を通した光を用い、固定した入射波長に対して反射率の入射角依存性を測定した。反射光の全てを測定するこの場合には、多層膜としての反射率とほぼ同じ効率が得られた。次に、入射波長と角度を固定し、出射光の角度分布を測り、回折の効果を確認した。以上により、この素子が、回折格子としての分散性能と、多層膜の高い効率を合わせ持つことを確認した。より高いエネルギーでの効率を確認するために、我々の実験室で銅のK-X線(8keV)の測定を行なった。まず、すべての反射光による反射率と入射角度の測定で、1.08度に対し約20%の反射率があることを確認した。この反射光の中で一次光は、ゼロ次の10%(入射光の2%)の強度が得られた。これは8keVという高いエネルギーに於ける回折格子で最初の測定結果であり、現在投稿論文を準備中である。前項の測定はOn Plane Mountで行なったが、中程度の集光精度を持つ光学系では、Off Plane Mountにすることが必要となる。そのため、回転台を組み合わせて駆動するシステムを整備した。更に、2次元的に現われる回折像を捉えるために、マイクロチャンネルプレートを立ち上げた。
昭和13年商法改正の立案過程の研究

鈴木文書のマイクロフィルム化を行った上で,昭和13年商法改正に関る資料の所蔵を調査した。その結果,鈴木文書に含まれない資料が東京大学にまとまった形で所蔵されていることが判明した。鈴木文書の他に収集した資料を検討した結果,昭和13年商法改正は,明治期の商法改正とは異なり,企業等経済の要求に応じてなされたことが大きな特徴であることが判明した。すなわち、諸外国の法制を単に模倣する段階から日本の経済の現状に適合した制度の構築を図る段階に進んだことが明らかになった。とりわけ、東京商工会議所の商事関係法規改正準備委員会が昭和13年改正に果した役割は大きく,準備委員会における審議過程に関する資料の収集が今後の課題である。法制審議会,商法改正委員会における議論については、鈴木文書および東京大学所蔵の資料により,ある程度判明するが,中でも,鈴木文書中の鈴木博士の書き込みは,議論の推移を推測する重要な手がかりとなる。国会における審議については、衆議院および貴族院の本会議議事録,委員会議事速記録により知りうるが、昭和10年,13年の2回にわたって改正法案が提出されており,法案内容の変化について,資料の収集を行う必要が認識されたが,これについては現在のところ資料の存在が判明しておらず,来年度以降,調査・収集を行う必要がある。昭和13年商法の立案過程で問題とされた点は平成2年商法改正でとりあげられた問題点と類似しており、経済の要求に応える過程を長期的に分析する視座を得ることができる。
ストローマ細胞由来造血制御分子の同定とその生体内意義

本研究では、造血抑制作用を有するストローマ細胞株BMS2.4とヒト造血幹細胞支持能を有するストローマ細胞株MS-5より新たな造血制御因子の同定を試みた。BMS2.4細胞よりcDNAライブラリーを作製しマウス白血病細胞株の増殖抑制を指標にexpression cloningを行い一つのクローンを単離し、この分子をLimitinと命名した。Limitinは183個のアミノ酸からなる未知の糖蛋白で、interferon-α,βと約20%の相同性を有しており、preB細胞コロニーであるCFU-IL-7コロニー数を半減させるだけでなく長期骨髄培養でのBリンパ球産生を完全に抑制した。一方、CFU-GMやBFU-Eコロニー形成能はLimitinにて影響を受けなかった。以上より、Limitinは主にBリンパ球前駆細胞増殖を抑制すると考えられる。MS-5細胞からは、Signal sequence trap methodを改良した方法にて、MS-5が産生する24種の分泌蛋白を同定した。これらの中にはcollagen,osteopontinなどの細胞外マトリックスや、pre-PDGF receptor,thrombin receptorなどの糖蛋白をはじめ未知の分子や機能解析がなされていない分子が含まれていた。現在、これらの分子につき解析をすすめている。今回の成績は、造血の分子機構の解明に寄与するだけでなく、リンパ・造血器疾患の病因やこれら新規分子の臨床応用に貴重な情報を提供すると考えられる。
極限環境で動作するロボット聴覚を搭載したホース型レスキューロボットシステム

これまで取り組んできた低ランク・スパース分解に基づく音声強調法は,スパース性という音声の1側面のみを捉えた仮定に基づき音声信号を抽出していたため,強調性能に限界があった.一方近年,深層ニューラルネットワーク(DNN)を用いて,雑音を含む音声信号からクリーンな音声信号への写像を教師あり学習することで,高品質な音声強調が実現しつつある.しかし,このアプローチでは,大量の訓練データを準備する必要があるうえ,未知の雑音環境下に対する汎化性能に問題があった.平成29年度は,雑音を事前学習せず高い品質で音声強調するために,深層学習に基づく音声モデルと従来の統計モデルに基づく雑音モデルを確率的に統合した半教師あり音声強調法を開発した.本手法では,音声スペクトログラムは深層生成モデルから確率的に生成され,雑音スペクトログラムは非負値行列因子分解(NMF)モデルから生成されると仮定し,これらが重畳することで混合音スペクトログラムが生成されると考える.音声スペクトルの深層生成モデルを事前に大量のクリーン音声信号を用いて教師なし学習しておけば,混合音が与えられたときに,含まれている実際の音声スペクトルをベイズ推論できる.本枠組みのNMFモデルは観測に合わせて雑音成分を適応的に推定するため,雑音信号の訓練データを必要としない.シミュレーション混合音を用いた評価実験では,従来の低ランク・スパース分解法より高い性能を達成した.さらに,従来のDNNに基づく教師あり音声強調法に対しても,教師あり法にとっての未知雑音環境下でより高い性能を確認した.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。ホース型レスキューロボットのロボット聴覚機能実現のために、本年度は以下の2つの研究を進めた。(1)ロバスト主成分分析に基づく移動マイクロホンアレイのブラインド多チャネル音声強調声を手がかりに瓦礫に埋もれた被災者を捜索するには、ホース型レスキューロボットの駆動雑音の抑圧が不可欠である。本研究では、ロバスト主成分分析(RPCA)に基づく音声や雑音に関する事前情報が不要な音声強調法を開発した。RPCAは単チャネル音響信号のための音声強調法で、事前情報を用いずに非定常雑音と音声を分離できる。災害現場で想定される音声が比較的小さい環境での頑健性を向上させるために、複数のマイクロホンにRPCAを個別に適用し、その各抑圧結果について共通成分を抽出する手法を開発した。ロボットの走行雑音の実録音を用いた評価実験において、従来の単チャネルのみを用いる手法に比べて性能が向上した。(2)マイクロホンと加速度センサを用いたホース型レスキューロボットの姿勢推定瓦礫環境下でホース型レスキューロボットを効率的に操縦するためには、本ロボットの3次元姿勢推定が不可欠である。瓦礫環境下ではGPSや地磁気センサといった絶対座標情報が得られるセンサが使用できない。そこで本研究ではホース型ロボットに装着した複数のマイクロホン、スピーカ、および加速度センサを用いた姿勢推定法を開発した。マイクロホンとスピーカから得られる音の到達時間差情報は周囲の瓦礫の影響で誤差が生じることがあるが、外れ値除去によって瓦礫の影響を軽減し、欠損した姿勢情報を加速度センサから得られる傾き角度情報で補完する。木片を用いた模擬瓦礫環境において、3mのホース型ロボットの姿勢を先端位置誤差が20cm以下の精度で推定できた。ホース型レスキューロボットを瓦礫環境下で使用するための聴覚機能と操縦補助機能の重要な要素技術(音声強調・姿勢推定)の開発が順調に進捗しているため。また、これらの成果は主要な査読付き国際会議での発表も行われているため。ホース型レスキューロボットでは、瓦礫に埋もれた被災者を音声で捜索するために、自身の走行雑音の抑圧が不可欠である。本ロボットの走行雑音には摩擦音が含まれ、接地面の材質・形状に依存して変化するため、雑音を事前学習する従来法の適用が困難だった。さらに、瓦礫内を進む本ロボットの特性により生じる1)マイクロホンの移動問題と2)瓦礫によるマイクロホンの遮蔽問題に対処する必要があった。平成28年度は、ホース型レスキューロボットによる被災者捜索効率化のために、ベイジアン低ランク・スパース分解に基づくブラインド多チャネル音声強調法(VB-RNTF)を開発した。本手法は,振幅スペクトログラム上で動作するためマイクロホンの移動に頑健で、目的音声の各マイクロホンでの音量を推定するため遮蔽問題に対処できる。これらの機能は単一の統計的生成モデルとして定式化され、変分ベイズ推論により事前学習を行わずに音声を強調できる。VB-RNTFは、実際のロボットの走行雑音を用いた音声強調の評価実験を行いその性能を確認した。全てのマイクロホンで音声を収録できている場合は、従来の低ランク・スパース分解法や多チャネルブラインド音源分離法より高い性能を達成した。半分のマイクロホンが障害物に遮蔽されている場合でも、従来の多チャネル法より小さい性能劣化で動作することを確認した。また、推定された各マイクロホンの音声音量は、障害物の有無に対応しており、各マイクロホンの信頼度推定等の応用が期待できる。ホース型レスキューロボットの音声強調について、瓦礫環境下で問題となるマイクロホンの移動問題と遮蔽問題に取り組み、本ロボットの聴覚機能において重要な技術の開発が順調に進捗しているため。また、本成果は主要な査読付き国際会議での発表も行われているため。これまで取り組んできた低ランク・スパース分解に基づく音声強調法は,スパース性という音声の1側面のみを捉えた仮定に基づき音声信号を抽出していたため,強調性能に限界があった.

一方近年,深層ニューラルネットワーク(DNN)を用いて,雑音を含む音声信号からクリーンな音声信号への写像を教師あり学習することで,高品質な音声強調が実現しつつある.しかし,このアプローチでは,大量の訓練データを準備する必要があるうえ,未知の雑音環境下に対する汎化性能に問題があった.平成29年度は,雑音を事前学習せず高い品質で音声強調するために,深層学習に基づく音声モデルと従来の統計モデルに基づく雑音モデルを確率的に統合した半教師あり音声強調法を開発した.本手法では,音声スペクトログラムは深層生成モデルから確率的に生成され,雑音スペクトログラムは非負値行列因子分解(NMF)モデルから生成されると仮定し,これらが重畳することで混合音スペクトログラムが生成されると考える.音声スペクトルの深層生成モデルを事前に大量のクリーン音声信号を用いて教師なし学習しておけば,混合音が与えられたときに,含まれている実際の音声スペクトルをベイズ推論できる.本枠組みのNMFモデルは観測に合わせて雑音成分を適応的に推定するため,雑音信号の訓練データを必要としない.シミュレーション混合音を用いた評価実験では,従来の低ランク・スパース分解法より高い性能を達成した.さらに,従来のDNNに基づく教師あり音声強調法に対しても,教師あり法にとっての未知雑音環境下でより高い性能を確認した.音声強調については瓦礫による局所的な音声レベルの低下への対応、姿勢推定についてはジャイロセンサとの統合による推定精度向上を行い、瓦礫環境下での頑健性を高める。また、これらの要素技術を用いて得られた情報の可視化インターフェースの開発を行う。音声の調波構造といった事前情報を導入し、音声強調の強雑音下での音声抽出性能の向上・高品質化を目指す。また、本年度開発した音声強調は、応用をホース型ロボットに限らないので、他のロボットやアプリケーションへの応用を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。
脊椎動物成体脳における神経発生機構についての系統発生学的知見からの解明

哺乳類の成体脳では、嗅球および海馬において活発な神経新生が生じている一方で、無尾両生類においては海馬と密接な神経連絡を有する外側中隔において神経新生が強く示唆されたことから、系統発生学的に下位の脊椎動物においては成体脳における活発な神経新生部位は外側中隔であり、脳の進化に伴い神経新生部位は外側中隔から嗅球及び海馬へ移行したのではないかという新たな知見が得られた。また有尾両生類及び爬虫類の中枢神経系における研究を進めるための形態学的土台についても、新たな知見が得られた。哺乳類の脳において、系統発生学的に古い皮質に属する嗅球と海馬では、発生期のみならず成体においても神経発生が恒常的に生じている。一方、成体脳における神経発生のメカニズム、ならびに脊椎動物の進化に伴う成体脳における神経発生の変遷については不明である。本研究では、細胞分裂の際に核内に取り込まれるBrdUを投与し、抗BrdU抗体により取り込んだ細胞を組織化学的に視覚化する方法と、増殖細胞のマーカーの一つである核内蛋白質PCNAに対する抗体を用いた免疫組織化学的方法により、アフリカツメガエル成体脳における神経発生について検討した。結果、PCNA陽性細胞は脳室を裏打ちしている上衣細胞層内に散在していた。終脳においては、外側中隔近傍の上衣細胞層内に多くの陽性細胞が観察されたが、その他領域の上衣細胞層内ではその数は非常に少数であった。間脳においては、視交叉上核に近接する上衣細胞層内に若干の陽性細胞が観察されたが、その他領域では非常に稀であった。中脳、小脳および延髄においても、陽性細胞は非常に稀であった。中隔領域における細胞分裂の可能性は、BrdU投与による実験でも示唆され、アフリカツメガエル成体脳における神経発生を検討する上で本領域が特に重要であることが明らかとなった。哺乳類の成体脳では、嗅球および海馬において活発な神経新生が生じている一方で、アフリカツメガエルでは相当する領域において活発な神経新生が認められず、アフリカツメガエルにおいて海馬と親密な神経連絡を有する外側中隔において神経新生が強く示唆されたことから、系統発生学的に下位の脊椎動物においては成体脳における活発な神経新生部位は外側中隔であり、脳の進化に伴い神経新生部位は外側中隔から嗅球及び海馬へ移行したのではないかと考えられた。本年度はアフリカツメガエルにおけるホメオボックス遺伝子UNC-30の遺伝子配列の検索と発現性を検討する予定であったが、神経発生学者であるUniversity of Queensland(Australia)のProfessor Dr.Brain Keyの協力を得ることができたことから、DCC(Deleted in Colorectal Cancer)の発現性から、脊椎動物の進化に伴う成体脳における神経発生の変遷についての検討を試みた。DCCはガン抑制遺伝子の一種であり、系統発生学的に広く脊椎動物において保存されており、正常なヒト及びラットでは神経系において強い発現性が報告されている。本年度では、アフリカツメガエルの各種発生ステージにおけるnon-RI whole mount in situ hybridization法の条件を検討・確立し、その後DCCmRNAの発現時期及び発現部位について検討した。アフリカツメガエルの神経系の土台はステージ36までに形成されることが報告されているが、DCCmRNAはステージ3738において急激に、終脳背側部において強度に発現することが明らかとなった。今後は細胞新生マーカーと照らし合わせることで、成体脳の神経新生についての系統発生学的変遷について明らかにしていく予定である。本年度は、爬虫類のニホンカナヘビ(Takydromus tachydromoides)および有尾両生類アカハライモリ(Cynops pyrrhogaster)の嗅覚系を中心とした神経発生についての検索をおこなった。まず、両者において嗅覚系の組織構造が不明であったため、電子顕微鏡ならびにレクチン組織化学的染色により、その微細構造ならびに組織化学的特性を検索し、他の脊椎動物と比較検討をした。結果、ニホンカナヘビの特に鋤鼻器は他の脊椎動物種に比べ非常に発達しており、感覚上皮は非常に厚く、感覚細胞及び支持細胞管腔側表面は微絨毛に覆われ、多数の未熟な感覚細胞が存在し、支持細胞では繊毛がないにもかかわらず中心小体の遺残とも取れる構造物が存在することが明らかとなった。また鋤鼻器呼吸

上皮では、これまでに報告されていない新たな型の細胞を発見した。アカハライモリにおいては、主嗅球と副嗅球では、糖鎖発現の観点からは大きな相違が認められないことが、22種類のレクチンを用いたレクチン組織化学的染色により示唆された。両生類や爬虫類の中枢神経系は未だ不明な点が多く、成体脳における神経発生を検討する上でその正常構造をまず明らかにしていかなければならないが、本研究結果は今後の研究のための必要不可欠な土台となる。以上の結果の一部は、Tissue.CellおよびJ.Vet.Med.Sciに掲載され、また他の国際誌にも投稿中である。
絨毛癌発生に関する遺伝子変化

絨毛癌化の分子機構を以下の3通りの方向から研究した。(1)絨毛癌発生起源の同定、(2)GF2-H19インプリンティングと絨毛癌化、(3)ヒト7番染色体上の絨毛癌抑制遺伝子領域の決定。(1)24例の絨毛疵の発生起源をPCRを用いた多型解析により決定した。8例が雄核発生を原因とした全胞状奇始(全奇胎)の癌化によることが判明した。6例が1精子受精雄核発生を2例が2精子受精雄核発生に由来した。多数の絨毛癌は正常受精或いは第一減数分裂終了以前の未受精卵の単為発生に由来することが判明したが、全奇胎からの絨毛癌化のルートが証明された。このため全奇胎の有する父親由来ゲノムの選択的継承及び対立遣伝子間でのホモ接合形成という遺伝的特徴が高率な癌化に関与すると示唆された。(2)インプリンティングにより発現制御をうける1GF2-H19遺伝子の絨毛癌化への関与について解析した。IGF2は父性伝達の場合、HI9は母性伝達の場合に発現する。しかし絨毛癌では高頻度にIGF2及びH19ともに両側アリルの発現を示した。H19の5'領域に存在するインプリンティング特異的メチル化領域は絨毛癌DNAの場合両側アリル共に高度にメチル化されていた。しかし絨毛癌はH19発現亢進及びIGF2発現抑制を示し、絨毛癌に特異的なインプリンティングの乱れによる発現の異常が示された。(3)全寄胎で認められるホモ接合の形成と絨毛癌化との関連を研究した。正常細胞由来ヒト染色体を絨毛癌細胞へ導入し、腫瘍細胞形質の抑制を解析した結果、ヒト7番染色体上に絨毛癌抑制遣伝子が存在すると示唆された。このため、様々なSTSマーカーを用いて検討した結果、D7S520-D7S663領域に高頻度に両側アリルの欠失を認めた。上述のIMb領域内に絨毛癌抑制遺伝子の存在することが示唆された。絨毛癌の半数以上は、胞状奇胎に続発するとされている。胞状奇胎は雄核発生を原因とする異常妊娠であるため、父親由来ゲノムの選択的継承という遺伝子特徴が、その癌化に関与すると示唆される。このため本研究では、絨毛癌の責任妊娠が胞状奇胎であることを分子遺伝学的に証明し、その癌化機構を解明することを目的とする。しかし、本邦における絨毛癌発生は、胞状奇胎一次管理の奉功のため激減した。このため、絨毛癌が未だ若年婦人死亡原因の多大な部分を占めるインドネシア、パジャジャラン大学との間で共同研究を確立し、1)絨毛癌発生起源の同定、2)ヒト7番染色体からの絨毛癌抑制遺伝子の単離、3)ゲノムインプリンティングの絨毛癌化への関与について研究する。絨毛癌の発生起源絨毛癌がいかなる妊娠に続発するかを解析した。24例の絨毛癌は先行妊娠の種類により3群に分別された。1)胞状奇胎を先行妊娠とする絨毛癌:9例中8例の絨毛癌が雄核発生を原因とする胞状奇胎に続発したことが証明された。8例中2例は、2精子受精・雄核発生を原因とした。

1例は正常受精に由来した。2)正常受精に由来する妊娠と先行した絨毛癌;12例の絨毛癌は正常受精に由来することを示すDNA多型を示した。しかし先行妊娠の多型に一致しないものから3例存在した。3)非妊娠性絨毛癌:3例の絨毛癌は父親由来ゲノムの存在が示されず、単為発生を原因としていることが確認される。詳細はDNA多型解析により第一減数分裂終了時の卵に由来することが示された。以上の結果から絨毛癌は胞状奇胎との深い関連を有するものの、その発母地は均一ではないことが示された。2.IGF2-H19遺伝子インプリンティングの絨毛癌化への関与絨毛癌細胞株及び摘出組織を用いてIGF2・H19遺伝子発現及びH19遺伝子全域のDNAメチレーションを解析した。その結果、絨毛癌は(1)H19遺伝子の発現亢進とIGF2遺伝子の発現抑制、(2)IGF2及びH19遺伝子におけるインプリンティングの解除、(3)5'-プロモータを含むH19遺伝子全領域の高メチル化を示した。以上の事実は正常細胞におけるIGF2-H19発現制御に全く一致しないため、IGF2-H19遺伝子発現制御機構の破壊と絨毛癌化との関連が示唆された。3.摘出絨毛癌組織14例及び絨毛癌細胞株8例を用いて、ヒト7番染色体上の欠失及びDNA再構成の有無について検討した。その結果7p12-7q11,23の領域に両側アリルの欠失が高頻度に観察されることが判明した。ホモ欠失はD7S520及びD7S663(STSマーカー)により区分される領域に集中していたため同領域内に絨毛癌の発生に関与する癌抑制遺伝子の存在が示唆された。現在同領域を含むYACライブラリーを作成し、候補遺伝子の単離を試みている。絨毛癌の約半数は胞状奇胎に続発する。胞状奇胎は雄核発生を原因とし発生する異常妊娠であるため、対立遺伝子間でのホモ接合の形成及び父親由来ゲノムノ選択的継承を遺伝的特徴とする。このため胞状奇胎に続発する絨毛癌も同様の特徴を示すことになり、癌化の分子機構を解明するためのLHO解析等が行い得ない。我々は、絨毛癌細胞の造腫瘍性の抑制に関わるヒト染色体の同定を試みた。絨毛癌細胞へ微小核融合法に基づきヒト正常細胞由来染色体を単一移入し、表現型の変化を解析することにより行った。その結果、7番染色体を単一移入した場合にのみ腫瘍細胞形態、細胞増殖特性及びヌードマウスでの造腫瘍性の顕著な抑制を観察した。以上の結果からヒト7番染色体上に絨毛癌抑制遺伝子が存在することが推定されたため、ヒト7番染色体上の共通欠失領域の同定を行った。絨毛癌サンプルDNAを6%ポリアクリラミドゲルで泳動した結果、7番染色体上の各領域で高頻度に両側アリルの欠失が観察された。両側アリルの欠失は複数のプライマーを用いたMultiplex PCRにより確認した。7番染色体上の少なくとも1領域に14例中10例(71%)の絨毛癌が両側アリルの欠失を示した。このため8例の絨毛癌細胞株について、同様の観察を行った結果、全ての細胞が7番染色体上のいずれかの領域で両側アリルを欠失していた。以上の結果から22例の絨毛癌のうち、18例が7番染色体上のいずれかの領域に両側アリルの欠失を示すことが判明したため欠失地図を作成し、絨毛癌における共通欠失領域の同定を試みた。その結果、D7S520とD7S663内の領域に共通欠失領域が存在し、D7S502及びD7s480遺伝子座で最も欠失の頻度が高いことが判明した。
脳の左右生の細胞機構と分散並列処理

アゲハ尾端光受容器について●♀アゲハの尾端光受容器からの光入力は、産卵行動の完遂に不可欠であることを証明した。●腹部神経系における神経細胞構造の左右非対称性を探索したが、♂♀ともに明確な結果は得られなかった。アゲハ色覚系について●複眼には、含まれる色受容細胞の組合せによって、3タイプの個眼が混在し、それらは複眼腹側でランダムに分布することを発見した。このような複眼構成はチョウ類に一般的である可能性が高い事も示した。●網膜に新規レチノール結合タンパク質を発見し、Papilio RBPと命名した。このタンパク質は複眼に於ける視物質の代謝機構と深く関係するらしい。●アゲハ複眼に存在する広帯域感受性視細胞には、緑視物質と赤視物質を重複して発現していることを、分子生物学、電気生理学、組織学の実験で明確に示した。する広帯域感受細胞を発見した。●視葉板カートリッジの神経連絡が個眼タイプごとに異なっていることを、各個眼タイプに特有の色受容細胞の軸索末端の形態を共焦点レーザー顕微鏡で観察することで証明した。●脳における神経叢マップの概要を、古典的な組織学の手法で完成させた。●行動実験により、求蜜中のアゲハに色恒常性があることを証明した。●アゲハ視覚系の空間分解能などを調べる目的で、Y迷路を用いた行動実験系を開発した。●アゲハ視覚系の波長弁別能などを調べる目的で、単色光を学習させる行動実験系を確立した。今年度は以下の3点について研究を行なった。(1)アゲハが交尾を完遂するためには、1対の尾端光受容器からの入力が不可欠である。オスは尾端光受容器を両側性に除去されると、正常に交尾できない。ところが光受容器を片方ずつ除去されると、その効果に左右非対称性が見られた。予備実験では、右のみを処理されたオスの70%が交尾に成功したが、左のみを処理されたオスの交尾成功率は42%に留まった。11年度の第1の目標は、この行動実験をくり返すことによって、この現象が統計的に有意であることを確かめることであった。結果、有為性は確認され、現在論文を準備中である。(2)メスの尾端光受容器は交尾成立に不可欠ではない。メスの場合はむしろ産卵行動に際してこの感覚器を利用しているらしい。これを確認するためにメス尾光受容器除去を行い、産卵行動に対する影響を調べた。結果、メスは尾端にある光受容器と機械受容器の双方が正常に機能しないかぎり、葉に卵を産みつけることができないことがわかった。この結果は、現在論文を投稿中である。(3)微小脳研究へのもうひとつの寄与として、私はおなじアゲハで視覚系、特に色覚神経機構の解析を行なっている。主として複眼網膜における色受容細胞の配列と性質を解明することに主力を注ぎ、紫受容細胞や赤受容細胞の分光感度成立の生理学的基盤などを解明することができた。1オス交尾器の運動に関わる筋および神経分枝を、解剖学的に同定した。交尾成立に特に重要なスーパーウンクス牽引筋について、運動神経細胞の局在を神経分枝からのバックフィル法で同定した。しかし行動の左右性を合理的に説明する構造は神経節内にまだ見つかっていない。一方、ペニスに直結する輸精管の形態には左右差が見られた。2メス尾端光受容器が産卵行動完結に不可欠なことを、行動学的に確定した。3アゲハには、2種の視物質mRNAが重複して発現する視細胞がある。生理実験により、この細胞で2種の視物質が実際に機能していること、さらにこの細胞は紫外線照射下で蛍光を発する個眼(蛍光個眼)の近位層にあることが分った。蛍光個眼における蛍光の由来を調べた。

紫外線レーザー顕微鏡での観察の結果、蛍光物質は蛍光個眼の感桿遠位部に局在することを示す像が得られた。アゲハ複眼には蛍光個眼を含み3ライプの個眼がある。視葉板(視覚一次中枢)カートリッジの多様性と個眼タイプの関係を調べたところ、両者は無関係だった。アゲハ複眼に存在する5種の色受容細胞について、視覚中枢への投射パターンを組織学的に検索した。また、視葉板の単極細胞(LMC)活動の細胞内誘導法を確立し、いくつかのLMCで分光感度の測定と細胞染色を行った。色受容細胞軸索終末の視葉板における形態アゲハ複眼には色受容細胞の組合せの異なる3タイプの個眼が混在する。この項目は、個眼多様性と視葉板構造との関連を解明する一環として行った。結果、個眼内で同位置に存在する視細胞でも分光感度によって終末の形態が大きく異なるものがあることが分かった。これは、視葉板カートリッジ内の神経連絡パターンが個眼タイプ毎に異なる可能性を示唆する。アゲハ視覚系の空間分解能系の確立アゲハの視覚機能を詳細に解明することを目的に、Y迷路の実験系を考案した。プロトタイプを組み立てて、色知覚の最小視角度を求める予備実験を行った。結果、最小視角度は約1度であることが分かった。この角度は個眼1つの受容角に相当する。このことは、1つの個眼に24種類の色受容細胞が存在することと深く関係していると考えられる。すなわち、1個眼でとらえられる視野内で、すでに波長分解が可能だということである。神経叢マップの作成色覚神経機構を解明する基礎情報を得るために、脳における神経叢マップの作成を行った。合わせて視葉から脳への出力、脳から胸部神経節への下降性ニューロンを脳内に探索した。
異種感覚情報の統合による手の自己所有感覚生成機構の解明とモデル化

人間は手を使った巧みな作業をどのように実現しているのか?過去の研究は,手の周囲の空間に特化した知覚機能が巧みな手作業において重要であることを示唆していたが,そのような知覚機能がどのような仕組みで働くのかは証明されていなかった.本研究では,手が見えているときに誘発される視覚的な動きの錯視を発見し,この錯視は見えている手に対して位置の選択性を持つことが明らかにされた.さらに,この錯視は,自己所有感覚が誘発された手を能動的に動かしたときだけ生じた.この現象は,自分の手に対する空間位置の認識機構が脳内に存在することを示唆し,巧みな手作業を実現する上で身体性自己意識の機能的な役割を示している.これまでの研究の多くは,手の自己所有感覚を誘発する際に静止した手を用いており,アクティブな手の動きと自己所有感覚の関係についてはよくわかっていない.そこで本実験では,アクティブな手の動きが手の自己所有感覚を誘発するかどうかを調べた.被験者には自分の手は見えないようにし,ディスプレイに仮想的な手を被験者の手から7.5 cm左に離れた位置に呈示し,その仮想的な手が被験者の手の動きと同期して動いた.被験者は60秒間自分の手を動かした後,自分の手の位置を定位し,仮想的な手の主観的印象を評価した.その結果,アクティブに手を動かし,仮想的な手が被験者の手の方位と一致するときに,仮想的な手の自己所有感覚が強く誘発された.これより,アクティブな動きによって自己所有感覚が誘発されることが示唆される.次に,手の自己所有感覚が物体の動きの知覚にどのような影響を与えるかを調べた.手の自己所有感覚は自己身体の知覚にだけ関与し,物体の知覚には関与しないと一般的に考えられている.しかし,本研究は,手の自己所有感覚が手の近くに呈示された物体の動きから生成される運動残効を変調することを報告する.この運動残効は,順応刺激とテスト刺激の位置が網膜上で一致していなくても,これらの刺激が自己所有感覚を感じている手に対して同じ位置に呈示されていれば生じた.そして,この運動残効は自己所有感覚が生起しないときには消失した.この結果は,手の自己所有感覚が手中心座標系の空間知覚表象を立ち上げていることを示しており,身体性自己意識の機能的役割を示唆している.昨年度の研究により,手の自己所有感覚が物体操作時の手の周囲の空間知覚において重要な役割を担っていることが明らかになったが,手の自己所有感覚を生起する視覚ー体性感覚の統合過程がどのようなモデルで説明できるのかは明確ではなかった.手の自己所有感覚の生成機構に関する過去の研究は,視覚情報と体性感覚情報の統合により生成されることを示しているが,この統合過程は視覚が体性感覚を捕捉するモデルを仮定している.しかし,この仮定は実験的に検証されていない.近年の研究より,多感覚情報は,脳内でベイズモデルに従った統計的な方法で統合されていることが指摘されており,自己所有感覚における視覚ー体性感覚統合も,体性感覚の視覚補足ではなく,ベイズモデルによる統計的な方法で統合されているのかもしれない.そこで,平成25年度は,手の自己所有感覚を人工的に生成する錯覚(ラバーハンド錯覚)を利用して,手の自己所有感覚を生成する際に視覚と体性感覚がどのように統合されるのかを調べた.その結果,コンピュータグラフィックスで描画された手(CGハンド)が視覚的に明瞭に見える場合は,手の自己所有感覚の生成の際に視覚が体性感覚を強く捕捉し,視覚が優位になった.しかし,CGハンドの視覚的な見えを劣化させると,視覚による体性感覚の捕捉は劇的に弱まり,体性感覚が優位になった.また,CGハンドの見えを中程度にすると,視覚も体性感覚も優位になることはなく,両感覚が同程度に寄与した.そして本研究は,これらの結果をベイズモデルでうまく説明できることを見出した.これは,脳が,手の自己所有感覚生成のために視覚情報と体性感覚情報を統計的に最適な方法で統合していることを示唆している.人間は手を使った巧みな作業をどのように実現しているのか?過去の研究は,手の周囲の空間に特化した知覚機能が巧みな手作業において重要であることを示唆していたが,そのような知覚機能がどのような仕組みで働くのかは証明されていなかった.本研究では,手が見えているときに誘発される視覚的な動きの錯視を発見し,この錯視は見えている手に対して位置の選択性を持つことが明らかにされた.さらに,この錯視は,自己所有感覚が誘発された手を能動的に動かしたときだけ生じた.この現象は,自分の手に対する空間位置の認識機構が脳内に存在することを示唆し,巧みな手作業を実現する上で身体性自己意識の機能的な役割を示している.本研究では,マルチモーダル感覚情報による手の自己所有感覚生成機構の解明とそのモデル化を目的としている.これまでの研究の多くは,手の自己所有感覚を誘発する際に静止した手を用いており,アクティブな手の動きと自己所有感覚の関係についてはよくわかっていなかった.

そこで本研究では,アクティブな手の動きが手の自己所有感覚を誘発するかどうかを調べた.被験者には自分の手は見えないようにし,ディスプレイに仮想的な手を被験者の手から7.5 cm左に離れた位置に呈示し,その仮想的な手が被験者の手の動きと同期して動いた.被験者は60秒間自分の手を動かした後,自分の手の位置を定位し,仮想的な手の主観的印象を評価した.その結果,アクティブに手を動かし,仮想的な手が被験者の手の方位と一致するときに,仮想的な手の自己所有感覚が強く誘発された.これより,手への接触物体がなくてもアクティブな動きによって自己所有感覚が誘発されることが示唆された.また,このような視覚情報とアクティブな手の動き情報の統合により誘発される手の自己所有感覚は身体性自己意識の一つであり,この自己意識は物体の知覚とは関連がないと考えられていた.しかし,本研究により,手の自己所有感覚が手で操作した物体の運動知覚に影響を与えることが明らかにされた.この結果は,身体性自己意識と物体知覚の間には何らかの密接な関係があることを示唆しており,今後はこの両者の関係が意味するところを明らかにする必要があると考えている.本年度の計画では,手の自己所有感覚の機能的特性を明らかにすることであった.現有の実験装置に改変を加えることで実験が可能であったこと,また今までの予備的な実験に加えて,新たに実験データを蓄積する環境が昨年度に完成していたため,本年度は計画通りに実験を進めることができたと考える.本年度の計画では,手の自己所有感覚の視覚ー体性感覚の協調特性を明らかにすることであった.現有の実験装置に少しの改変を加える程度で実験が可能であったこと,また今までの予備的な実験で蓄積した知見が有効に働いたため,本年度は計画通りに実験を進めることができたと考える.今後は,視覚情報と自己受容感覚情報がどのように統合されて手の自己所有感覚が生起するのかを調べる予定である.昨年度,新規に導入したヘッドマウントディスプレイを使って,没入感のすぐれた視環境の中で,CGで描画されたリアルな手を3次元映像として呈示することが可能となったため,現在はこの新しい実験環境を使った実験計画を練っているところである,現有の一台だけの触覚デバイスを用いた装置では,単に腕を回すだけの単純な手技操作となっており,日常の物体操作時の手の所有感覚が本実験で評価されているかどうかに関しては問題があると考えている.今後の推進方策としては,二台の触覚デバイスを用いて,把持操作をさせる実験環境を構築することでより自然な物体操作課題が導入できると考えている.現在,この新しい実験環境を構築中である.次年度は,安定した実験データを取得するために,できるだけ多くの被験者に実験をやってもらうことを計画しており,それに伴い,被験者への謝金を支払う計画である.また,次年度は最終年度ということもあり,研究成果を論文としてまとめることを考えており,英文校正および投稿料に研究費を使用する計画である.次年度は,二台の触覚デバイスを用いて,把持操作が可能な実験環境を構築するために,新たにヘッドマウントディスプレイを導入する計画である.このヘッドマウントディスプレイの導入により,ディスプレイではなく環境を参照枠とした刺激呈示が可能となり,物体操作に伴い,手だけでなく頭部も自由に動かせる環境を提供できるようになる.これより,現有の装置に比べて,格段に物体操作課題の自然さが増すことが期待される.
HIV潜伏感染細胞の抗ミリストイル化剤による感染性ウイルス産生能消失機構

HIV-1固有の産物に直接作用する阻害剤等はウイルスの持つ易変異原性のため,耐性ウイルスの出現を容易にし,人類のエイズ制圧の夢を打ち砕いている。申請者等は細胞性因子に一次的に作用し,その結果,bystander効果的にHIV-1を不活性化する生化学的反応を考え,タンパク質のN-ミリストイル(N-Myr)化反応に着目した。HIV-1潜伏感染細胞(ACH-2,2×10^5 cells/ml)を,最終濃度が50μMになるようにN-Myr化阻害剤を投与し,24時間培養後,ホルボールエステルによりウイルス産生活性化した後,さらに24時間培養した。細胞は経時的に回収し,western blot分析,培養上清中のp24抗原定量,及び逆転写酵素活性測定を行い,抗HIV活性を測定した。対照として,N-Myr化阻害剤未処理HIV-1潜伏感染についても同様に実験を行った。N-Myr化を阻害した結果,ウイルス構成gagタンパク質前駆体Pr55の細胞内蓄積及び培養上清中の娘ウイルス感染性の消失が認められた。しかしながら,培養上清中のp24抗原量および逆転写酵素活性において,対照実験と有意な差は認められなかった。このことから,N-Myr化阻害剤は娘ウイルスの感染性を消失させることが明らかになった。また,N-Myr化阻害剤処理及び未処理HIV-1潜伏感染細胞から産生される娘ウイルス粒子の形態を,透過型電子顕微鏡により観察した結果,N-Myr化阻害剤処理HIV-1潜伏感染細胞から産生される娘ウイルス粒子の形態は,涙型を呈し,正常な娘ウイルス粒子の形態とは著しく異なっていた。さらに,免疫電顕法によりgag及びenvタンパク質の感染細胞内局在観察した結果,N-Myr化阻害によるgag-envの会合の阻害及びenvタンパク質の発現抑制が認められ,bystander効果剤が画期的な抗エイズ剤になりうることを明確にした。
マルチビームＴＨｚ帯ヘテロダイン検出器のためのＱＣレーザーの局部発振波応用

1-10THz帯には星間ガスや惑星大気からの様々なスペクトル線が分布する。今後、観測時間の限られるTHz帯ヘテロダイン天文観測を強力に推進するためには、THz検出器のマルチビーム化が重要となる。そのためには量子カスケードレーザー(QCL)の局部発振器応用、特にQCLの周波数安定化が重要な鍵を握る。本研究では、我々の準光学型超伝導NbTiN-HEBミクサに、逓倍型固体発振器によるTHz帯基準信号と周波数フリーランの入射信号を照射してビート信号を取り出し、これを位相比較することで、フリーランのTHz波の位相を高精度に直接制御する周波数安定化システムを開発した。1-4 THz帯には、銀河に漂う星間分子の高励起線や原子・イオンの微細構造線、地球惑星大気中のOHラジカルなどの重要な分子のスペクトル線が分布する。しかし、この波長域は、従来の高感度超伝導SISミクサが動作せず、電波天文の強みであるヘテロダイン分光手法が確立していない。本研究では、THz帯超伝導ホットエレクトロンボロメータミクサ(HEBM)の開発を推進し、量子カスケードレーザーのPLLシステムを開発する。観測時間の限られるこの波長域の高効率観測には、受信機のマルチビーム化が鍵を握る。しかし現在、マルチビーム化に適した十分な出力をもつ連続発振(CW)の実用的な局部発振器が存在しない。そこで我々は、サブミリワットクラスの1-4THz帯CW量子カスケードレーザー(QCL)素子を局部発振波に応用することを提案してきた。その際、THz-QCLはヘテロダイン分光に利用できる高精度の周波数固定の手法が確立していないことが問題であった。そこで本研究ではHEBMを用いた以下の手法によるPLLシステムを開発した。1)シンセサイザー(SG)-1を原振とする逓倍型THz帯固体発振器1からの微弱な信号を基準信号(RF)とし、さらに逓倍型固体発振器2からのTHz帯信号を局部発振波(LO: QCLを想定)としてHEBMに照射する。2)ダウンコンバートした1 GHz帯1st-IF信号を冷却HEMTで増幅し、3)さらにSG-2の信号とミキシングして、100 MHz帯2nd-IF信号を取り出す。4)これとSG-3の100 MHzの信号を位相比較し、位相差に相当する電圧を固体発振器2の原振に帰還する。SGは、ルビジウム発振器を原振としたGPS同期型基準信号発生器からの高安定の10MHz信号により周波数制御しており、HEBMを用いた高精度なTHz波PLLシステムの開発に成功した。1-10 THz帯には、銀河に漂う星間分子の高励起線、原子・イオンの微細構造線、地球惑星大気中のOHラジカルなど、重要な分子のスペクトル線が分布する。しかし、この波長域は、従来の高感度超伝導SISミクサが機能せず、電波天文の特徴でもあるヘテロダイン分光の手法が確立していない。今後、観測時間の限られるTHz周波数域の高効率観測には、受信機のマルチビーム化が鍵を握る。このため、マルチビーム化を可能にする十分な出力をもつ連続発振(CW)の実用的な局部発振器1-2THz帯CW量子カスケードレーザー(QCL)素子の開発と、THz超伝導HEBMを応用してPLLシステムを構築し、この発振器の周波数安定化を行えるようにする必要がある。中枢を担うQCLチップとHEBチップの製作プロセスの装置に不具合が発生しており、これらの装置の条件だし・修復などを進めた。特にPLLに用いる専用の超伝導HEBM検出器の用意・開発を行った。また平行して、HEBやQCLのチップ実装マウントやPLL回路のコンポーネントの準備、パルス管4K冷凍機に搭載する冷却光学系部品の改良などを進めた。量子カスケードレーザ(QCL)の製作では、分子線エピタキシー(MBE)成膜装置による安定した超格子多層膜の製作が重要となるが、今季MBE装置による膜の制御が不安定のため、修理・条件だしが進められており、QCLの製作が遅れている。また、本研究ではQCLにPLLをかけるためのHEBミクサを製作するが、今季HはEBミクサの製作に使用しているICPエッチングのレートの再現性がとれないという問題が発生した。細線構造形成のTEM分析を行ったところ、エッチング物質(金など)の再付着が目立ち、現在調査を進め、エッチング環境の修復を進めている。QCLとHEB素子の製作が遅れているが、これらを実装するマウントやレンズの準備や、搭載する冷凍機環境の改良、冷凍機の振動起因の発振器のパワーのゆらぎを安定化するシステムの開発、PLLシステムの設計などは平行して進めることができた。QCLについては、現在ドライエッチング装置にも不具合が発生しており、MBEとあわせて修復されしだいQCLの製作を再開する。

HEBミクサについては、現在、細線構造にあわせたエッチングレートの条件だしを進めている。またエッチング量を減らしてレジストの負担を減らすために、金のGNDパターンの厚みを薄くするなどのプロセスの改良を進めている。また、本学工学部のクリーンルーム施設を利用できるように環境を改善中であり、走査型電子顕微鏡などを用いた効率の良い素子選定・評価法を検討中である。これらを通して、HEBの歩留り改善と高感度化を目指す。このHEBミクサを用いて早期にQCL信号を見立てたTHz帯cw信号を照射し、HEBミクサでダウンコンバートされて出力されたIF信号と、シンセサイザーからの基準信号を位相比較器に入力し、位相差に対応した電圧に変換する。この電圧に、さらに我々が開発したHEBミクサへ入力される発振器信号のレベル安定化システムを重ねあわせ、斬新なTHz帯PLLシステムを実用化する。1.9THz帯のQCL発振器が出来次第、このPLLシステムに組み込んでいく。位相比較器、ローパスフィルター、RF増幅器、DC電流増幅器からなるPLLユニットを完成させ、シールドユニットに実装する。これらに関わるマイクロ波コンポーネントやケーブル類の購入を進める。また、MBEやドライエッチング装置が修復され次第、大学院生がNICTに長期滞在しQCLの製作を再開する。1-4THz用のBTC型とRP型の両方の活性層エピ膜を用いて、サブミクロンの精度でキャビティを形成して実装し、発振出力・周波数、特性のばらつき等をNICTの電流/電圧/光量測定システムやフーリエ分光器を用いて評価・比較する。また、QCLをクライオスタット内をアセンブリする治具を作成する。そして高出力を得やすく、かつ発振周波数を制御しやすい型のQCLを同定し、そのエピ層の高品質化・積層数・面積・熱コンタクトの改良を行って、この波長域でのCW-QCLの高出力化を進める。HEBについては、新規購入したSiレンズに無反射コーティングを施す。
ICA縮退フィルタと多重解像度フィルタを用いたIVR画像の画質改善法の開発

本研究では,IVR画像の画質改善および血管強調に焦点を絞り,ICA ShrinkageフィルタとMultiscaleフィルタを組み合わせた適応的(adaptive)な画質改善法の開発により,IVRの画質改善と血管強調の両方を同時に達成できる手法を開発し,その実用化を目指す.研究の成果が以下のとおりです。(1) IVR画像における血管信号を強調するMultiscaleフィルタを開発した;(2) IVR画像に適したICA Shrinkageフィルタの開発し,量子ノイズを除去した;画質改善(ノイズ除去)と血管強調が同時にできる手法を確立できた;(4) DVBV法を用いた改善画像の定量評価。近年低侵襲治療法のひとつであるインターベンショナルラジオロジー(IVR)が、血管系病変の治療において大変注目されている。IVRでは、長時間の治療による被曝を極力少なくするため、通常撮影条件の数十分の一程度の条件での収集のため、線量不足による粒状性(量子ノイズ)が着目対象であるガイドワイヤ、カテーテル、血管などの線状陰影情報を強調させることが、重要な研究課題となっている。本研究では、IVR画像の画質改善、および血管強調に焦点を絞り、ICA ShrinkageフィルタとMultiscalフィルタを組み合わせた適応的(adaptive)な画質改善法の開発により、IVRの画質改善と血管強調の両方を同時に達成できる手法を開発し、その実用化を目指す。平成20年度においては、以下の研究進展を進めていた:1. IVR画像における血管信号を強調するMultiscaleフィルタを開発した;2. IVR画像に適したICA Shrinkageフィルタの開発し、量子ノイズを除去した;画質改善(ノイズ除去)と血管強調が、同時にできる手法を確立することができた;そうして、今まで開発した手法をベースにして、平成21年度では、IVR動画像を対象とする手法の開発を行う。さらに、実用化を目指した検証実験を行う。本年度の研究では,IVR画像の量子ノイズを除去することと血管などの線状陰影情報を強調することの両方に焦点を絞り,20年度開発したICAShrinkageフィルタとMultiscaleフィルタを組み合わせて,IVR画像の量子ノイズを除去された背景画像と血管を強調された画像を融合させることにより、IVRの画質改善と血管強調の両方を同時に達成できる手法を開発した.従来法の単純な血管強調法や放射線画像における量子ノイズの除去法比べてより鮮明な画質が得られ、実際な診断や治療に使用可能になる。さらに、開発した画質改善と血管強調の手法を用いて島津製作所のIVR装置が撮影した実際動画像を処理し、その処理結果が評価すると、従来法より画質の改善と精度の向上が検証された。そして、開発した手法が実用化されると,医師の診断・治療精度を向上するたけではなく,患者の負担も軽減できるので,血管系病変の治療において果たしている役割が極めて大きいだけではなく、社会的な効果も大きい.本手法は医用分野だけではなく,他の分野への応用も可能である.平成21年度、以下の研究進展を進めていた:(1)ICA Shrinkageフィルタの結果とMultiscaleフィルタの結果を融合させる方法を開発し,画質改善(ノイズ除去)と血管強調が同時にできる手法を確立できた;(2)開発したICA ShrinkageフィルタとMultiscaleフィルタ融合法が実際のIVR動画像を応用し、IVR動画像の背景にあるノイズ除去をしただけではなく、画像中の血管などの線状信号を同時に強調された;(3)DVBV法を用いた改善画像の定量評価を行い、従来法より画質の改善と精度の向上が検証された。