hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
仮想環境システムを用いた軽度発達障害児の身体特性評価-危険回避能力を検証する-

本研究の目的は,視覚性持続処理課題を用いた注意機能を評価するシステムを検証することであった。年中から年長児を対象に注意機能,運動機能,身体運動反応速度(視覚的注意を含む運動機能)の3課題を測定し,運動経験の有無によって視覚的注意機能の反応速度と身体運動反応速度の関係について検証した。対象は45歳の年中児19名,56歳の年長児22名とした。実験方法は,「もぐらーず」を使用して座位で上肢を利用してボタンを押す視覚的注意課題,立位で下肢を利用してボタンを押す身体運動反応速度の測定を行った。運動課題の測定には文部科学省の体力・運動能力調査に基づいて「反復横とび」,「立ち幅跳び」,「連続飛越し」,集中力には「静止立位時の重心動揺」の測定を行った。先の報告で,年長児童の粗大運動能力と注意機能の間には相関関係を示した(H23年度)。運動能力の上位群と下位群の比較では有意差は認められなかった。さらに運動能力の最も高い児の視覚性持続処理課題が低く,またその逆も認められたことから,低年齢層における座位時の視覚性持続処理課題の検査は適応的ではない。しかし,静止立位時の重心動揺と視覚性持続処理課題には関係性が認められ,年中児にとっては立位姿勢制御に注意を必要とした。また,年中児2名の発達障害疑いの児に粗大運動能力課題,視覚性持続処理課題,身体重心動揺検査を行い,同年代の児と比較した結果,低値を示した。上記のことから,年長児の場合は粗大運動能力と視覚性持続処理課題とを総合的に判断すること,年中児の場合は視覚性持続処理課題と粗大運動能力,さらに静止立位時の重心動揺を加えた総合的な評価が必要であることが確認できた。【目的】本年度の研究の目的は,視覚性持続処理課題を用いた注意機能を評価するシステム構成を検証するために,まず健常若年成人を対象に,注意機能,運動機能,身体運動反応速度(視覚的注意を含む運動機能)の3課題を測定し,運動経験の有無によって視覚的注意機能の反応速度と身体運動反応速度の関係について検証した。【対象・方法】対象は20歳代の運動経験者(10名)と運動未経験者(11名)の21名とし,本研究の趣旨を十分に説明し,同意を得たうえで実験を行った。実験方法は,視覚的注意課題,身体運動反応速度の測定には,「もぐらーず」を使用した。視覚的注意課題の計測は端座位にて行い,身体運動反応速度は立位にて行った。また,アイマークレコーダー(nac Image Technology社製)を用いて.被験者が画面の中心を注視していることや,もぐらへ視線が動き,視覚的注意が向いていることを確認した。運動課題の測定には文部科学省,体力・運動能力調査に基づいて「反復横とび」を行った。また,実験終了後に視覚的注意課題,身体運動反応速度の疲労感について,Visual Analogue Scale(以下VAS)を用いて調査を行った。【結果・考察】視覚的注意機能,身体運動反応速度について,経験群は未経験群と比較して有意に低値を示した。また,運動機能について,経験群は未経験群と比較して有意に高値を示した。これらのことより,運動経験群において視覚的注意を含む身体運動反応速度が速いのは,視覚的注意機能と運動機能の双方の機能が優れているためであることが示唆された。さらに,経験群では視覚的注意機能と身体運動反応速度に正の相関関係が認められ,視覚的注意機能の反応速度が速いほど身体運動反応速度も速いことがわかった。

さらに,実験終了後の疲労感の調査の結果,視覚的注意課題では有意差は見られなかったが,身体運動反応速度では未経験群は経験群と比較して有意に疲労感が強いことがわかった。このことから,未経験群は視覚的注意を向けることに対して疲労感を感じないが,身体運動反応速度では疲労感を感じていることが明らかとなった。次年度は,本年度の結果を参考に視覚的注意課題プログラム(プロトタイプ)を作成し.健常幼児を対象に注意機能を測定し,プログラム作成を行っていく予定としている。注意欠陥/多動性障がいなどの発達障がい児は,机の下に入ったボールを取る時などに頭や腰を接触することが観察される。先行研究によると,運動機能の低い幼児は危険を回避することが難しく,通常では予測不可能な状況で事故や怪我に繋がることも報告されている。そのため,早急な対策が求められる深刻かつ最重要課題である。現在,発達障がい児の知覚・注意・認知・運動の各機能に対して机上検査や行動観察による評価が主体となっており,接触事故などの特異的な課題に対して理論的裏付けをもって的確な指導を行うことが難しい。そこで,発達障がい児が安全に過ごすための知覚・認知・運動評価および改善方法を提案するために,発達障がい児の精神および身体特性を明らかにすることを目的とする。昨年度までに,健常成人を対象に視覚的注意機能と反応速度を主とした運動能力の関係性を検証した。本年度は,幼児に対して注意機能と運動能力の関係性を検証した。その結果,幼児の姿勢制御反応には注意機能が影響していることが示され,下肢による視覚性持続処理課題の反応性を評価することにより,より衝動性が高い児童を抽出することができる可能性を示唆した。次年度は,健常児を対象とした計測・データ解析を継続するとともに,障がい児を対象とした計測・データ解析を行い,障がい児の身体特性を評価する予定としている。【目的】本研究の目的は,視覚性持続処理課題を用いた注意機能を評価するシステム構成を検証することであった。年中から年長児を対象に注意機能,運動機能,身体運動反応速度(視覚的注意を含む運動機能)の3課題を測定し,運動経験の有無によって視覚的注意機能の反応速度と身体運動反応速度の関係について検証した。【対象・方法】対象は45歳の年中児19名,56歳の年長児22名とした。実験方法は,「もぐらーず」を使用して座位で上肢を利用してボタンを押す視覚的注意課題,立位で下肢を利用してボタンを押す身体運動反応速度の測定を行った。運動課題の測定には文部科学省の体力・運動能力調査に基づいて「反復横とび」,「立ち幅跳び」,「連続飛越し」,集中力には「静止立位時の重心動揺」の測定を行った。【結果・考察】先の報告で,年長児童の粗大運動能力と注意機能の間には相関関係を示した(H23年度)。運動能力の上位群と下位群の比較では有意差は認められなかった。さらに運動能力の最も高い児の視覚性持続処理課題が低く,またその逆も認められたことから,低年齢層における座位時の視覚性持続処理課題の検査は適応的ではない。しかし,静止立位時の重心動揺と視覚性持続処理課題には関係性が認められ,年中児にとっては立位姿勢制御に注意を必要とした。また,年中児2名の発達障害疑いの児に粗大運動能力課題,視覚性持続処理課題,身体重臣同様検査を行い,同年代の児と比較した結果,低値を示した。上記のことから,年長児の場合は粗大運動能力と視覚性持続処理課題とを総合的に判断すること,年中児の場合は視覚性持続処理課題と粗大運動能力,さらに静止立位時の重心動揺を加えた総合的な評価が必要であることが確認できた。
人種と進化と科学の言説を通してみた近現代中国の自己規定の在り方

民国期五四から五四退潮期を中心に30年代あたりまでの思潮を見直す作業の一環として中国近代の国民国家としての自己規定、つまりナショナル・アイデンティティのプロセスを人種観、「保国」「保種」の観点から分析を試みた。具体的には当時、受容され始めていた進化論、とりわけ社会進化論の究極のかたちともいうべき「優秀な黄色人種」の創出に用いられた擬似科学としての優生学に関する言説に焦点をあてた。まず、康有為に顕著にみられた社会進化論的な人種のランクづけは、日本の内村鑑三の『興国史談』、また優生学の走りとでもいうべき湖南の易鼎の「合種」論も福沢諭吉門下の高橋義雄の「日本民族改良論」(1884年)あたりがそのソースだということが分かり、李大〓らマルキストにてもまた日本の優生学から学んでいることが分かった。総じて潘光旦のような専門の学者が欧米から直輸入したのを除いては、日本経由で優生学が広まっていったといえる。日本経由ということでは、日本サイドの研究もあまりないことが分かったので、今後の課題となりうる。また主に潘光旦の保守性を批判した周建人の優生学観、その兄の周作人のより進歩的かつ女性尊重的な立場および魯迅の社会主義に近寄ったユートピア志向と優生学との親和性が看取された。さらに、そうした優生学的な発想は、国民国家の新たな「家庭のモデル」として組み込まれて行った様子が、当時としては生活様式等の主張において最先端をゆく雑誌『少年中国』等からみてとれることが分かった。この点はジェンダー、社会的性差およびセクシュアリティの問題が優生学を通してナショナリティ次元の問題に組み込まれることを示唆していて、とりわけ興味深い。
卵巣機能におけるゴナドトロピン放出因子(LHーRH)の役割

ジエチルスチルベステロ-ルで予め刺激したラットの卵巣から調精した顆粒膜細胞を用いて以下の事項を明らかにした。1)顆粒膜細胞にゴナドトロピン放出因子(GnーRH)の特異的受容体が存在する。2)顆粒膜細胞をGnーRHで刺激すると,イノシト-ルリン脂質代謝が亢進し,ゴナドトロピンによるエストロゲン産生亢進が抑制された。3)このエストロゲン産生の抑制はGnーRHがCーキナ-ゼを介してアロマタ-ゼ活性を阻害することに起因すると推測された。4)顆粒膜細胞におけるGnーRHのイノシト-ルリン脂質代謝亢進作用は,エストラジオ-ルの存在下では非存在に比べ,約3倍に高ます。このことはエストロゲンがGnーRH作用の増強効果を有することを示すものである。イノシト-ルリン脂質代謝がアロマタ-ゼを抑制しエストロゲンの産生を規制していると考えると,エストロゲンは自己の産生をフィ-ドバックで調節していることが推測される。5)GnーRHによるイノシト-ルリン脂質代謝の亢進作用ならびに抗ゴナドトロピン効果は継続した受容体の占有が必須であることが示された。6)GnーRHが顆粒膜細胞に作用をおよぼす際,nMオ-ダ-の濃度と受容体の継続した占有が必要であること,ならびに視床下部由来GnーRHの動態を考慮すると,視床下部からのGnーRHが卵巣において生理的な役割を演じる可能性は低い。卵巣の組織中にGnーRH様のペプチドが検出されており,卵巣の機能調節にGnーRHがオ-トクリンあるいはパラクリン様に関与しているのかも知れない。卵巣機能はゴナドトロピンによって調節されている。そのゴナドトロピンの下垂体からの分泌を促進するゴナドトロピン放出因子(LH-RH)が直接卵巣に作用をおよぼすことが見出されている。本研究では、LH-RHの卵巣に対する生理作用および作用機序の解明を目的とし、本年度の研究により以下の事項が明らかにされた。(1)卵巣顆粒膜細胞は、ゴナドトロピン放出因子(LH-RH)に対して二相性の反応を呈することが明らかにされた。つまり、ゴナドトロピン、特にLHによって亢進する顆粒膜細胞のプロゲステロン産生はLH-RHによって抑制されるが、LH-RH単独では低レベルではあるがプロゲステロンが産生された。(2)LH-RH刺激の際、イノシト-ルリン脂質の分解が亢進し、イノシト-ル三リン酸およびジアシルグリセロ-ルが産生された。また、前者は後者に比し産生ピ-クに達する時間が迅速であった。(3)LH刺激に伴うプロゲステロン産生に対するLH-RHの抑制効果およびLH-RHのイノシト-ル三リン酸産生作用のEC_<50>はともに10nMであり、一般のペプチドホルモンのそれと同レベルであった。イノシト-ル三リン酸はCa^<2+>を介して、ジアシルグリセロ-ルはC-キナ-ゼを介して作用を発揮する。LH-RHの坑ゴナドトロピン作用にはC-キナ-ゼが関与していると推測されている。今後の本研究の展開として、イノシト-ル三リン酸=Ca^<2+>系の顆粒膜細胞機能に果たす役割の究明を試みる。性ステロイド産生をはじめとする卵巣機能はゴナドトロピンによって調節されている。そのゴナドトロピンの下垂体からの分泌を促進するゴナドトロピン放出因子(LHーRH)が直接卵巣に作用をおよぼすことが見出されている。

本研究はLHーRHの卵巣に対する生理作用および作用機序の解明を目的とし、本年度の研究により以下の事項が明らかにされた。(1)ゴナドトロピンは顆粒膜細胞のアロマタ-ゼ(エストロゲン産生酵素)活性を二相性に亢進する。LHーRHはそのうち第二相を抑制した。(2)LHーRHで顆粒膜細胞を刺激すると、イノシト-ルリン脂質の代謝が亢進し、Cーキナ-ゼが活性化された。(3)Cーキナ-ゼの賦活剤で、LHーRHの抗ゴナドトロピン作用が模倣できることから、LHーRHはCーキナ-ゼを介して作用を発揮することが示唆された。(4)LHーRH添加後1時間に、アンタイドを用いてLHーRHの受容体を不活化すると、イノシト-ルリン脂質の中断が生じるが、抗ゴナドトロピン作用は中和されなかった。つまり、LHーRHの受容体は初期の一定時間占有されると、もはやLHーRHの存在なしに、LHーRHの作用は継続する。このことは、半減期の極めて短いLHーRHの生理作用を考える上で、極めて有用な知見である。(5)ゴナドトロピンは顆粒膜細胞内のcAMPの濃度を上昇させ、作用を発揮する。フォルスコリン、コレラトキシン、cAMP誘導体を用いた場合には、LHーRHは拮抗作用を示さなかった。すなはち、LHーRHの作用部位はゴナドトロピン受容体と連携したGTPー結合タンパクであることが示唆された。前年度までの研究によって,GnーRHは顆粒膜細胞に作用しイノシト-ルリン脂質代謝を亢進すること,ならびにゴナドトロピンの効果を抑制することを明らかにしてきた。ところで,生体内ではGnーRHは視床下部からパルス状に分泌され,半減期は数分と極めて短い。従って,GnーRHが顆粒膜細胞に作用する際,継続した受容体の占有が必要であるか,あるいは受容体を一定時間活性化すると,中断後も以降の反応が連続して進行するのがどうかを検討することは,視床下部由来GnーRHの生理作用を知る上で重要である。顆粒膜細胞を[^<32>P]リン酸の存在下でGnーRHとインキュペ-トするとイノシト-ルリン脂質への[^<32>P]リン酸の取り込みが亢進する。GnーRHの拮抗阻害剤であるアンタイドを加えて,GnーRH受容体からGnーRHを遊離させると直ちにイノシト-ルリン脂質のリン酸化が停止した。このインキュベ-ション中にGnーRHを再添加すると,イノシト-ルリン脂質のリン酸化が再びスタ-トした。つまり,GnーRHによるイノシト-ルリン脂質代謝の亢進作用は継続した受容体の占有が必須であることが示された。GnーRHのゴナドトロピン拮抗作用も受容体の継続した占有を必要とした。GnーRHはゴナドトロピンによるアロマタ-ゼ活性化を阻害する。GnーRHをアンタイドによって中和すると,ゴナドトロビン単独の場合と同じレベルでアロマタ-ゼの活性化が生じた。ここに,GnーRHを再添加すると,GnーRHの抗ゴナドトロピン効果が再び発揮され,アロマタ-ゼ活性が抑制された。つまり,GnーRHが卵巣において作用を発揮するためには,GnーRHの受容体が継続して占有されることが必要である。以上のことから,視床下部からのGnーRHが卵巣において生理的な役割を演じる可能性は低い。近年,卵巣組織中にGnーRH様ペプチドが検出されており,卵巣内でのショ-トフィ-ドバヅク機構が示唆される。
算数・数学能力への遺伝的影響と教育環境との交互作用に関する行動遺伝学的研究

人間行動遺伝学によって一般知能や外向性などの適性に高い遺伝規定性があることから、数学の問題解決という知的課題を、教授者や仲間関係の中でどのように学習してゆくか、その学習プロセスの中で遺伝要因がどのような役割を演じているかを、一卵性双生児の学習行動とその成果を比較することによって検討した。実験は2回にわたって行われた。実験1中学2年生の8組の一卵性双生児を対象に2日間8時間の学習教室。異なる4種類の学習スタイル(個別問題解決、共同問題解決、個別問題訂正、教師との1対1活動)を双生児きょうだいは独立に経験させ、それぞれへの学習態度を質問紙法によって訪ねた。その結果、いくつかの学習態度(気楽、緊張、達成、弛緩、有能感)で、偶然よりも高い確率で、双生児きょうだい間の態度に一致が見られた。実験2小学6年生から中学3年生までの双生児20組を対象に、個別学習と共同学習をそれぞれ4日間8時間行う。ここでは実験1のような質問紙による態度評価だけでなく、より詳しい行動観察と、何組かについて血液検査によるいくつかの神経生理学的形質の遺伝子型の診断も行った。また新奇性探究をはじめとする新しい性格検査、知能検査も実施し、それらの関係を分析してゆく予定である。中学2年生の一卵性双生児8組(男子6組、女子2組)に、2日間計8時間にわたり、連立方程式文章題課題を、さまざまな状況下で解いてもらった。すなわち双生児きょうだいは別々のクラスに配置され、そこで(1)チューターとの個人教授(プロトコルの採取を兼ねる)(2)個別にプリント課題を解く(3)共同学習の3状況を設定した。個人レベルでの行動への遺伝的影響を推定するための方法論として、複数の独立した観察者に双生児ペアの一連の行動を観察させ、それぞれ独立に「類似している」と主観的に感じる行動パターンを比較するというやり方を用いた。すなわち間主観的に類似していると見なせる行動は、遺伝的影響のあらわれの最大推定とみなしうるという前提に立ってのことである。この方法の欠陥としては、観察者によって視点が異なり、類似すると認知する行動が類似しないケースが少なからずあること、必ずしも特異的でない行動も類似すると認知されてしまうこと、また重要な特異的類似性が看過されてしまうことなどがあげられた。しかしながら数多くの特異的類似性を示す問題解決過程が観察された。それらは単独のプロセスに還元できるものというよりは、数多くの類似するプロセスの合成によって形成されると解釈されるものであった。そしてそれらプロセスは、問題解決過程における表彰化プロセスならびにメタ認知プロセスに関わると考えられるものが多く、演算実行過程には学習経験の個人差が強く観察され得る傾向が示唆された。人間行動遺伝学によって一般知識や外向性などの適性に高い遺伝規定性があることから、数学の問題解決という知的課題を、教授者や仲間関係の中でどのように学習してゆくか、その学習プロセスの中で遺伝要因がどのような役割を演じているかを、一卵性双生児の学習行動とその成果を比較することによって検討した。ここでは実験1のような質問紙による態度評価だけでなく、より詳しく行動観察と、何組かについて血液検査によるいくつかの神経生理学的形質の遺伝子型の診断も行った。また新奇性探求をはじめとする新しい性格検査、知能検査も実施し、それらの関係を分析してゆく予定である。
極低温におけるナノ分子磁性体の磁気的量子トンネリング現象

微小磁性体における磁化の量子トンネリング現象が関心を集めている。本研究の目的は、ナノスケール磁性体であるマンガン高スピンクラスターの磁化トンネリングの機構を極低温の物性測定により解明することにある。研究の最終年度にあたる本年は、磁場下でのトンネリング挙動を解明するため、ファラデー型磁化測定装置を新たに開発し、マンガン4核クラスターに対して磁気測定、比熱測定を行った。磁場下での共鳴トンネリング、およびクラスター間相互作用による反強磁性転移などの諸現象を発見することができた。試料は、Hendrickson教授(カリフォルニア大学サンディエゴ校、USA)らのグループにより提供されたMn4hpdmとMn4Brと呼ばれる2種のマンガン4核クラスターである。両者の構造は良く似ているが、Mn4Brでは、配位子に臭素イオンが結合し、結晶中での各クラスター間の相互作用が強まっていることが予想される。Mn4hpdmの磁化曲線を測定したところ、約2.5k0eの磁場で、磁化曲線にステップが見られ、磁化の反転が促進されていることがわかった。これは、高磁場ESRなどの測定結果などと合わせて考えて、共鳴磁化量子トンネリングによるものだと結論した。一方、Mn4Brの磁化では、温度依存性に特徴的な振舞いが観測され、比熱測定の結果から、1.5Kで反強磁性転移が生じていると結論できた。マンガンクラスターで転移が報告されている例は、今のところないので、転移機構の解明は重要で、今後関心を集めていくものと考えている。以上の成果は、Mn4hpdmの詳細な報告がアメリカ化学会の雑誌Inorg.Chem.に掲載された。また、Mn4Brの結果については、日本物理学会年会において口頭発表した。微小磁性体中の磁化の量子トンネリング現象について関心が集まっている。本研究の目的は、微小磁性体のモデル物質と考えられるマンガン高スピンクラスターの磁化トンネリングの機構を極低温の物性測定により解明することにある。これまでに報告されているクラスターでは、マンガン12核クラスターがよく知られているが、理論上はより少核のクラスターでも磁化量子トンネリングは観測されるはずである。研究の1年目である本年度は、ヘンドリクソン教授(カリフォルニア大学サンディエゴ校、アメリカ)らのグループから提供されたマンガン4核クラスターに対して磁気測定を行った。交流磁化率測定により、4Kから1Kまでの温度領域で磁化凍結現象が起こることが観測された。周波数依存性から磁化の緩和時間は熱活性型の振る舞いを示し、磁化凍結がクラスターの磁気異方性により起こっていることがわかった。さらに1K以下の極低温領域で磁化の緩和を直接観測したところ、0.5K以下の温度で緩和時間が温度に依存しないことを発見した。温度に依存しないことから、この緩和が量子トンネリングによるものだと結論できる。極低温で観測された量子トンネリングによる緩和時間は、マンガン12核クラスターで観測されたものよりもはるかに早く10000秒程度であった。この違いは、基底状態の総スピン量子数の違いによるものだと結論できた。以上をまとめると、マンガン4核クラスターにおいて磁化凍結および磁化量子トンネリングが生じることを新たに発見し、その緩和時間の定量的に測定することに成功した。クラスターサイズとトンネリング確率の関係を議論する上で、貴重な実験データを得たと言える。なお、本研究の結果は、低温の国際会議「LT21(フィンランド)」にて発表し、近く、雑誌Physica Bに掲載される予定である。
多自由度フォノンと電子相関

本年度の実績は、主にたくさんのフォノンと電子が相互作用するようなシステムにおいて有効な連続時間モンテカルロ法の開発のまとめと、開発途中に新たに発見したこととして、電子格子相互作用系における共系場理論による臨界理論を構築することに成功したことである。前者に関してはすでにJournal of the Physical Society of Japanに掲載受理されており、後者に関してはPhysical Review Bに出版されている。また、後者について9月に行われた日本物理学会で口頭発表を行った。前者に関しては、連続時間モンテカルロ法のプログラムチューニングを綿密に行った。これらの計算は本年度の予算に計上した、東京大学情報基盤センターのスーパーコンピューターfx10のパーソナルコース2を主に用いて行われた。シミュレーションの温度が低温になるにつれて、計算コストが増大するのがモンテカルロ法の常であるが、十分な計算機資源を活用できたため、満足のいく精度が得られている。後者について最も新奇な結果は、これまでナイーブに受け入れられていた臨界性が実は解析した電子格子模型においては変更を受けるということを厳密に示したことである。電子系だけでは記述できない相互作用ー電子の電荷と格子振動が結合した複合自由度ーが重要な働きをし、システムの臨界性を変更してしまう新しい理論を構築することができた。このことは研究計画には当初含まれていなかったが、上述の数値計算のアルゴリズムの構築とともに、当該分野の発展に大きな寄与をしたと考えている。また、当初の研究計画にはなかったが、本新学術領域のなかでも重要な問題となっている強磁性超伝導体についての理論解析も行い、論文がPhysical Review Bに出版された。24年度が最終年度であるため、記入しない。結晶格子のなかに「籠」状の構造を含む充填スクッテルダイトや、クラスレート化合物、およびベータパイロクロア化合物といった物質群は近年その多彩な興味深い低温物性から注目を集めている。平成23年度の研究はその中でも、籠上構造の中心に磁性原子が配置された場合-充填スクッテルダイト等において実現されている-に期待される近藤効果を数値的および解析的手法により明らかにした。解析した模型は格子振動が混成を媒介する機構を含んだ2チャネルアンダーソン模型である。まず、この模型を取り扱うことが可能な連続時間モンテカルロ法を開発した。その解析から、弱結合領域における非フェルミ液体臨界点において格子振動の波動関数の偶奇性に関する感受率が-ln Tで発散する事を見いだした。ここでTは温度である。又この手法は、フォノンの自由度を増やした場合も適応可能であり、次年度にはそれらの解析も行いたい。次に、これらの格子振動-非磁性自由度-がどのような起源で臨界的になるのかを解明するため、境界のある共系場理論の枠組みでこの模型の臨界性を解析した。その結果は、前述の格子振動の偶奇の自由度と局在電子の電荷自由度が組み合わさり、臨界点ではSO(5)対称な自由度として振る舞う事が判明した。この臨界理論は自然な形で強結合領域の磁気2チャネル近藤の物理と繋がる事が示され、この模型の臨界点(線)の振る舞いが完全に記述される事に至った。また、非磁性近藤効果の起源についても、例えばに準位系における2チャネル近藤効果とは全く異なる相互作用から生じ、固定点のスペクトルも全く異なることが明らかになった。当初の予定はモンテカルロ法による解析を主に計画を立てていたが、共系場理論による解析がかなり美しい形で行える事がわかったため、そちらに時間をかけるように研究計画を若干変更した。現在1つの論文を投稿中でありまたもう一つの論文も投稿できる直前の状態であり、24年度前半には2つの論文が出版される予定である。開発した連続時間モンテカルロ法を多自由度系に適用し、23年度と同様の解析を行う予定である。

ここでは、多自由度にすることで新しく生じるエキゾチック近藤効果や関連する物理を明らかにしたい。動的平均場理論を用いて、格子問題を解析する計画であったが、現在のモンテカルロ法では、電子グリーン関数の計算に関して問題があり、その点を克服する必要が生じている。問題が解決しない場合は、数値繰り込み群+動的平均場理論を用いて絶対零度の解析を行う計画である。
誤答原因に関する診断情報をフィードバックするシステムの研究

これまでに行ってきた問題解決過程に関する研究においては,見かけ上の得点は同じでも誤答原因が異なる可能性が示唆されてきた.本研究では,解答過程データに現れた解決方略の特徴の指標化を検討してきた.本年度は,メンタル・ローテーション・テスト(MRT)の低得点者が苦手とする特定の問題に着目して,誤答傾向の特徴を数量的にとらえることを試みた.被験者ごとの誤答原因を推定する手がかりを探るために,ネットワーク環境のパソコン上でMRTを実施して得られた解答過程データから算出した指標一各選択肢の判断消費時間が誤判断消費時間に占める割合一と解答方略の対応について,誤答の多い被験者が苦手とする問題に着目して分析を行った.見かけ上は同じ選択肢の判断ミスによって誤答に至った被験者の中には,各選択肢の判断消費時間が誤判断消費時間に占める割合に偏りがみられる者とみられない者がいた.偏りがみられる被験者たちの解答過程シークエンス図には,図形の部分的な特徴に着目して解いていくという共通点がみられた.また,解答に要した時間や得点が大きく異なる被験者でも,各選択肢の判断消費時間が誤判断消費時間に占める割合が類似している者は,解答方略が似ていることも示された.以上の研究成果については,日本図学会2004年度本部例会において「メンタル・ローテーション・テストの誤答生成過程の分析(3)」という題目で口頭発表を行った.多肢選択式のテストの解答過程データには,各選択肢の正誤判断にかかった時間などの情報が含まれているので,それらの情報から解決方略の一貫性や冗長性などの指標を抽出する試みを進めた.特に誤答の生成過程に着目して分析を進めるために,比較的空間認識力が低いと思われる集団を対象にネットワーク環境のパソコン上で空間テストを実施して,その解答過程を記録する実験を行うことによって,誤答データを収集した.今年度の実験で得た誤答データと前年度までに蓄積した誤答データを用いて,低得点者の誤答傾向の特徴を数量的にとらえることを試みた.収集したデータから,各問題において誤判断に費やした時間を抽出し,それらが各問題を解くのに要した時間に占める割合を誤判断時間率と定義して,各被験者の各問題の誤判断時間率を算出した.一部の低得点者は,問題ごとの誤判断時間率の違いが大きく,解答時間の多くが誤判断に費やされてしまう問題が存在することが示唆された.さらに,どの選択肢にかかわる判断ミスに時間がかかっているのかを数量的にとらえるため,被験者が誤答した各問題において,誤判断が生じたそれぞれの選択肢に費やした時間が誤判断時間に占める割合を,選択肢別消費時間率と定義して,算出した.この値は,どの選択肢に関わる判断ミスが全体の誤答生成に影響を与えるかの手がかりになり得ることが示唆された.以上の研究成果については,日本図学会2002年度本部例会において「メンタル・ローテーション・テストの誤答生成過程の分析」という題目で口頭発表を行った.これまでに行ってきた問題解決過程に関する研究においては,見かけ上の得点は同じでも誤答原因が異なる可能性が示唆されてきた。本研究では,解答過程データに現れた解決方略の特徴の指標化を検討してきた。本年度は,これまでの研究で蓄積してきた多肢選択式のテストの解答過程データ(各選択肢の正誤判断にかかった時間などの解答時間情報)から算出した指標で,異なる受験者に共通する誤答傾向を表せるかどうかを検討した。多肢選択式の空間テストをネットワーク環境のパソコンで実施して得られた解答過程データから,各選択肢の判断消費時間が誤判断消費時間に占める割合を算出した。誤判断消費時間に対して,特定の選択肢の誤判断消費時間の割合が高い誤答に着目して,そのような誤答がどの被験者に多いか,どの問題で多いかを分析した。数名の低得点者に共通する傾向として,他の選択肢ほど最後に提示される選択肢に判断時間をかけずに誤答する点が示された。これらの低得点者は,途中の選択肢までの正誤判断が不正確にもかかわらず,最後の選択肢の判断をおざなりに解答していることが誤答を引き起こしていると思われる。別の数名の低得点者に共通する傾向として,基準図形と同じ選択肢を「異なる」と誤判断するよりも,基準図形と異なる選択肢を「同じ」と誤判断することに時間を費やす点が示された。また,遮蔽による形状の把握しにくさと正誤判断に要する心的回転角度が大きいことが同時に生じている選択肢で,極端に判断時間がかかって誤りを起こす低得点者の存在や,基準図形と選択肢図形の輪郭の類似性による紛らわしさが一部の低得点者に影響を与える可能性が示唆された。以上の研究成果については,日本図学会2003年度本部例会において,「メンタル・ローテーション・テストの誤答生成過程の分析(2)」という題目で口頭発表を行った。これまでに行ってきた問題解決過程に関する研究においては,見かけ上の得点は同じでも誤答原因が異なる可能性が示唆されてきた.本研究では,解答過程データに現れた解決方略の特徴の指標化を検討してきた.本年度は,メンタル・ローテーション・テスト(MRT)の低得点者が苦手とする特定の問題に着目して,誤答傾向の特徴を数量的にとらえることを試みた.被験者ごとの誤答原因を推定する手がかりを探るために,ネットワーク環境のパソコン上でMRTを実施して得られた解答過程データから算出した指標一各選択肢の判断消費時間が誤判断消費時間に占める割合一と解答方略の対応について,誤答の多い被験者が苦手とする問題に着目して分析を行った.

見かけ上は同じ選択肢の判断ミスによって誤答に至った被験者の中には,各選択肢の判断消費時間が誤判断消費時間に占める割合に偏りがみられる者とみられない者がいた.偏りがみられる被験者たちの解答過程シークエンス図には,図形の部分的な特徴に着目して解いていくという共通点がみられた.また,解答に要した時間や得点が大きく異なる被験者でも,各選択肢の判断消費時間が誤判断消費時間に占める割合が類似している者は,解答方略が似ていることも示された.以上の研究成果については,日本図学会2004年度本部例会において「メンタル・ローテーション・テストの誤答生成過程の分析(3)」という題目で口頭発表を行った.
肝癌の移植後再発を規定する宿主臓器・腫瘍微小環境の機序解明

本課題研究により得られた以下の知見を論文あるいは学会で報告した。肝癌において、(1)転写因子STAT4発現は細胞性腫瘍免疫指標であり予後不良因子である。(2)非癌部におけるCD44遺伝子(癌幹細胞指標)発現は、切除後の多中心性・肝内転移再発に関与する。(3)非癌部Fbxw7(癌抑制遺伝子)低発現群では有意に多中心性再発が高頻度であり、Fbxw7低発現が肝発癌に関与する。(4)細胞増殖因子Nek2遺伝子の高発現は腫瘍悪性度と関連し、再発危険因子となる。(5)肝癌細胞を肝星細胞と共培養することで肝癌細胞の増殖・浸潤・遊走能が増強し、経路としてIL-6やMMP-9が関与する。1.肝細胞癌の腫瘍微小環境に関する研究として、肝細胞癌切除標本を用いて腫瘍内のSTAT4、IFNγ発現やCD8陽性細胞浸潤と腫瘍悪性度との関連を検討した。・非癌部におけるSTAT4およびIFNγ遺伝子発現は癌部と比較して有意に高発現していた。またSTAT4遺伝子発現はIFNγ発現と相関しており、さらにSTAT4発現はCD8陽性細胞浸潤とも相関していた。・免疫組織学的染色においてCD8陽性細胞は非癌部で有意に高発現しており、またSTAT4高発現群では低発現群と比較し、CD8陽性細胞が有意に高発現していた。・無再発生存率の検討ではSTAT4およびIFNγ遺伝子高発現群ではともに低発現群と比較し、有意に生存率が良好であった。2.肝細胞癌切除標本(n=48)の非癌部におけるCD44遺伝子発現をRT-PCR法を用いて検討し、CD44高発現群と低発現群とに分類し、臨床病理学的因子を比較検討した。・CD44高発現群(n=24)は低発現群(n=24)と比較し、des-gamma-carboxy prothrombin高値、進行したStageが多い傾向であり、CD44高発現群の肝切除後無再発生存率は低発現群と比較し有意に不良であった(3年:18.2% vs. 50.1%)。またCD44高発現群は低発現群と比較し再発率が高く(70.8% vs. 41.7%)、多中心性肝内再発を多く認めた。・再発危険因子の検討では、単変量解析で非癌部CD44高発現、組織学的門脈侵襲および肝内転移、進行病期が有意な再発危険因子であり、多変量解析では非癌部CD44高発現と組織学的門脈侵襲が独立した再発危険因子であった。このことは肝細胞癌の非癌部肝組織におけるCD44遺伝子発現は、肝切除術後の多中心性再発のみならず肝内転移再発にも関与することが示唆された。肝細胞癌の腫瘍微小環境に関する研究として、Never-in-mitosis-A-related kinase 2(Nek2)の発現を肝細胞癌切除標本(癌部・非癌部)を用いて検討し、Nek2遺伝子発現およびタンパク発現は非癌部と比較し癌部で有意に高発現していること、Nek2高発現群は低発現群と比較し、有意に組織学的脈管侵襲が高頻度で無再発予後が有意に不良であることを報告した。また最近、Nek2は下流のAktやNF-kBシグナルを介してABCトランスポーターを制御しており、その発現が癌細胞の薬剤耐性やstemnessに関与すると報告された。そこで、肝細胞癌においてもNek2発現を抑制することにより腫瘍悪性度の上昇を抑制しうるのではないかと考え、Epigallocatechin gallate(EGCG)に着目して肝癌細胞株(HepG2)を用いた研究を行った。・Parental cellを用いた検討では、Nek2とAkt発現について確認(western blot)したところ、EGCGはNek2とAkt発現とも濃度依存的に抑制した。・細胞周期ではEGCGはS期の細胞を増加させ、結果的にApoptosisを促進した。・HepG2を用いたCancer sphereはEGCG添加によりsphere形成を阻害した。・Sphereでは細胞と比べNek2や癌幹細胞マーカーCD133、ABCトランスポーター発現が上昇していたが、EGCGによりそれらの発現が抑制された。以上のことから、肝細胞癌でNEK2発現が上昇すると、Aktを介した経路を介して腫瘍悪性度上昇に関与しており、EGCGはNek2やAktを介した経路を抑制することでstemnessを阻害し、悪性度解除につながる可能性があると考えられた。消化器外科肝細胞癌において腫瘍内

STAT4やIFNγの発現、また非癌部でのCD8陽性細胞浸潤との関連を確認できたことは腫瘍微小環境と腫瘍悪性度との関連を明らかにするために有用な知見と考えられる。また、肝細胞癌におけるCD44遺伝子発現の臨床的意義についての検討では、非癌部肝組織における癌幹細胞マーカー発現は、肝切除術後の多中心性再発に限らず肝内転移再発にも関与することが示唆された。これらの結果は、今後、腫瘍自体が悪性度、高転移能を獲得する過程において腫瘍微小環境と臓器微小環境がともに関連することを示唆する有用な知見である。今後の推進方策:上記結果に加えて、肝癌細胞増殖と間質変化および癌幹細胞、上皮間葉転換との関連につき、肝癌細胞株を用いた研究を行っていく。さらに動物モデルを用いて、癌幹細胞マーカー発現細胞を皮下および同所性接種したモデルを作製し、腫瘍径、増殖能、細胞形態、間葉系マーカー発現を評価する予定としている。計画書作成時に購入予定であった消耗品の価格変動のため次年度への繰越額は消耗品に使用予定である
B細胞分化における転写調節因子の役割に関する研究

ヒト免疫グロブリンH鎖遺伝子のエンハンサ-について,そのCisーacting elementsと解析し,さらにB細胞分化におけるエンハンサ-の役割について研究した。我々はヒトH鎖遺伝子エンハンサ-内に,二つのB細胞特異的転写に重要な役割を果たしているモチ-フを同定した。一つはヒトH鎖遺伝子JーCイントロエンハンサ-内の5'測に我々が見い出したHE2/μBエレメントであり,もう一つは3'側に新たに同定したE6エレメントである。以前に我々はHE2/μBエレメントに結合するB細胞特異的なDNA総合蛋白の存在を示したが,今回,HE2エレメント単独でエンハンサ-活性を示すこと,そのエンハンサ-活性は,B細胞内でのみ強く発揮されるが,T細胞はじめ他のいかなる非B細胞においてもエンハンサ-活性を示さなかった。この事から,H鎖遺伝子エンハンサ-のB細胞特異的転写活性化機能はHE2/μBエレメントの存在によると考えられた。さらにHE2エレメントをエンハンサ-として用いたSV40T抗原遺伝子のトランスジェニックマウスを作製したところ,H鎖遺伝子エンハンサ-全体を用いた場合と同様にB細胞系腫瘍がトランスジェニックマウス全部に発生した。このことから,HE2/μBエレメントはin vivoにおいてもB細胞特異的転写を誘導するエンハンサ-エレメントである事が示された。HE2/μBエレメントに結合するDNA結合蛋白を現在,サウスウエスタン法および機能的なアッセイ法によってcDNAクロ-ニングを行っている。今後、HE2/μBエレメントおよびその総合蛋白遺伝子について,ジ-ンタ-ゲディング法を用いて,B細胞分化における討割を検討してゆく。遺伝子の細胞特異的発現は,主としてプロモ-タ-領域およびエンハンサ-領域に存在するcisーacting elementsと,それらに作用するtransactingな転写調節蛋白との相互作用によって制御されている。また免疫グロブリン遺伝子のB細胞特異的な再配列(Gene rearrangement)あるいは免疫グロブリン遺伝子のクラススイッチの開始においても転写調節因子がその制御に深く関わっている。我々はヒトH鎖遺伝子のエンハンサ-について,そのcisーacting elementsを解析し,二つのB細胞特異的転写に重要な役割を果たしていると考えられるモチ-フを新たに同定した。一つはヒトH鎖遺伝子JーCイントロンに存在するエンハンサ-内の5'側に見い出されたHE2/μBと呼ばれるエレメントであり,もう一つは同じくエンハンサ-の3'側に見い出され“E6"と我々が名付けたエレメントである。両エレメントは,それぞれ単独でB細胞時異的な遺伝子の転写を誘導する能力をもつ。さらに両エレメントとも,それぞれに特異的に結合する核蛋白がB細胞に存在する。現在,これら二つのB細胞特異的な,HE2/μB結合蛋白,E6結合蛋白をそれぞれコ-ドするcDNAのクロ-ニングを行っている。興味深いことは,HE2/μBが比較的分化段階早期のB細胞においてより強いエンハンサ-活生を示すのに対して,E6は成熟B細胞および形質細胞においてより強いエンハンサ-活生を示す。即ち,分化段階の異なる細胞では同じH鎖エンハンサ-内でも,異ったエレメントが作用している事が示唆された。さらに,E6エレメントは,非B細胞内では非常に強いサイレンサ-として作用する事がわかった。
人工生命による分子進化のモデル化と遺伝子配列の機能解析

本研究では,ゲノムプロジェクトにより大量に得られる機能未知の遺伝子配列の機能解析に人工生命の手法を応用したシステムを開発した.本システムは以下のような手順で遺伝子配列の機能解析を行う.1.入力として,ゲノムプロジェクトにより大量に得られる機能未知の遺伝子配列に加えて,既に機能が解明され配列データベースに登録されている遺伝子配列を,それぞれアミノ酸の文字列としてシステムに与える.2.分子進化の研究から得られているアミノ酸置換モデルに基づき,各遺伝子配列に対して進化の過程で生じたであろうアミノ酸置換を推定し,共通の祖先型を持つ遺伝子をまとめる.これをすべての遺伝子配列がまとめられるまで繰り返し,遺伝子配列の進化系統樹を得る.3.作成された系統樹で,クラスタにまとめられた一群の遺伝子配列問で特に共通に出現する配列パターンを抽出し,これと機能既知の遺伝子配列の実験的な解析結果と比較する.これにより,機能未知の遺伝子配列の持つ機能が推定されるとともに,機能の類似性により遺伝子配列が分類される.最近,その遺伝子配列がすべて決定された大腸菌について,本手法を適用した結果,約4800個ある大腸菌の遺伝子配列のうち約半数がクラスタに分類できた.今後の課題としては,各クラスタから抽出された共通配列パターンからの機能推定,および並列計算機による処理時間を大幅に短縮して,より大規模な遺伝子配列の機能解析手法を確立することがあげられる.本研究では,ゲノムプロジェクトにより大量に得られる機能未知の遺伝子配列の機能解析に人工生命の手法を応用したシステムを開発した.本システムは以下のような手順で遺伝子配列の機能解析を行う.1.入力として,ゲノムプロジェクトにより大量に得られる機能未知の遺伝子配列に加えて,既に機能が解明され配列データベースに登録されている遺伝子配列を,それぞれアミノ酸の文字列としてシステムに与える.2.分子進化の研究から得られているアミノ酸置換モデルに基づき,各遺伝子配列に対して進化の過程で生じたであろうアミノ酸置換を推定し,共通の祖先型を持つ遺伝子をまとめる.これをすべての遺伝子配列がまとめられるまで繰り返し,遺伝子配列の進化系統樹を得る.3.作成された系統樹で,クラスタにまとめられた一群の遺伝子配列問で特に共通に出現する配列パターンを抽出し,これと機能既知の遺伝子配列の実験的な解析結果と比較する.これにより,機能未知の遺伝子配列の持つ機能が推定されるとともに,機能の類似性により遺伝子配列が分類される.最近,その遺伝子配列がすべて決定された大腸菌について,本手法を適用した結果,約4800個ある大腸菌の遺伝子配列のうち約半数がクラスタに分類できた.今後の課題としては,各クラスタから抽出された共通配列パターンからの機能推定,および並列計算機による処理時間を大幅に短縮して,より大規模な遺伝子配列の機能解析手法を確立することがあげられる.
直交変調型包絡線パルス幅変調方式送信機における電力効率および変調精度の改善

本研究は、直交変調(QM)包絡線パルス幅変調(EPWM)方式無線通信用送信機に関する、量子化雑音による電力効率および変調精度低下の問題、およびD級電力増幅器(PA)のスイッチング損失による電力効率低下の問題を解決する技術を提案する。前者の問題に対しては、量子化雑音キャンセリング技術、量子化雑音除去回収技術、および量子化雑音を発生しない送信機アーキテクチャを提案した。また、後者に対しては、D級PAのDE級動作化、およびゼロ電流スイッチング(ZCS)条件を満たすQM-EPWM送信機アーキテクチャを提案した。さらに、これらの提案技術の効果をシミュレーションおよび実験により示した。直交変調型包絡線パルス幅変調(QM-EPWM)方式送信機は高い電力効率と線形性を持つ。しかし、量子化雑音による電力効率および変調精度低下の問題、およびスイッチング(SW)動作型電力増幅器(PA)として通常D級PAを用いるため、主としてスイッチング損失により電力効率が低下する問題がある。この問題を解決するために以下の検討を行った。1.ディジタル的に量子化雑音成分のキャンセリングを行う構成:抽出した量子化雑音成分をパルス振幅変調する際に生じる雑音のため、量子化雑音が低減されないことがわかった。このため、抽出した量子化雑音成分をそのまま用いる、アナログ的なキャンセリングを行う構成を新たに提案し、シミュレーションにより量子化雑音の低減が可能であることを示した。2.DE級PAを信号伝送に用いる構成:D級PA同様、スイッチング損失を最小とするためには、ゼロ電流スイッチング(ZCS)条件とゼロ電圧スイッチング(ZVS)条件をともに満たせばよいことがわかった。今後、これらの条件を両立し電力効率の向上を図るとともに、信号伝送に適用し特性評価を行う。3.量子化雑音およびスイッチング損失の低減による送信機電力効率と変調精度改善のための追加検討:(1)送信機各部サンプリング周波数の最適化、および(2) PA挿入トランスバーサルフィルタ(TF)構成とした時の窓関数の適用検討を行った。前者により、量子化雑音の低減による効率向上と変調精度改善が示された。また、後者により、送信機出力の量子化雑音を大幅に低減出来ることが示された。4.動作原理確認実験:搬送波周波数500MHzにて、GaAs系MESFETを用いてD級PAの設計、試作を行い、任意波形発生器より出力する16QAM信号を用いてD級PAのドレイン効率および変調精度を評価した。今後、変調精度を改善し、提案回路の評価を行う予定である。1.当初計画の量子化雑音低減構成が十分な性能を発揮できないため追加実施した他の量子化雑音低減法の提案と検討ディジタル的に量子化雑音成分のキャンセリングを行う構成は、抽出した量子化雑音をパルス振幅変調する際に生じる量子化雑音が大きいため、量子化雑音が低減されないことが判明した。このため、アナログ的な量子化雑音キャンセリング方式を提案し、送信機出力における量子化雑音を低減できることを示した。しかし、この構成では雑音を含む信号用と抽出雑音用に別のPAを用いるため、電力効率が改善されない欠点があるため、研究実績の概要に示した、(1)と(2)の検討を追加で行った。このうち、(1)は理論およびシミュレーション検討まで行い、その量子化雑音低減による電力効率向上とEVM改善の効果を示した(国際会議1件)。(2)は理論およびシミュレーション検討まで行い、送信機出力における量子化雑音低減の効果を示した(国内学会発表2件)。2.QM-EPWM送信機におけるD級/DE級PAのZCS条件破れの調査によるPA設計の遅れD級およびDE級PAを高効率動作させるためにはZCS条件が必要であるが、現状のQM-EPWM送信機ではD級/DE級PAを高効率動作に必要なZCS条件が満たされないことが判明し、その調査を優先的に行ったため、PA設計が遅れた。3.H27年度実験評価系搬送波周波数のVHF帯からマイクロ波帯への変更による技術的難易度上昇搬送波周波数50MHzにて実験系の構築を行う計画であったが、マイクロ波帯と送信機の特性は異なるため、始めから最終目標であるマイクロ波帯における提案回路動作の実証を行う方針に変更した。しかし、市販のPA用ドライバ回路の歪みが大きいため、電力効率は良好な値が得られたものの、変調精度の値は不十分な値となった。このため、提案回路の実験的評価を開始できていない。1.ディジタル的に量子化雑音成分のキャンセリングを行う構成:アナログ的にキャンセリングを行う構成では、信号処理部の全ディジタル化が行えない問題があった。今年度は、前段の量子化誤差を後段にてキャンセルすることにより量子化誤差を低減するMASH方式ΔΣ変調器をQM-EPWM送信機に適用する構成を提案し、計算機シミュレーションにより量子化雑音の低減効果を示した。2.DE級PAを信号伝送に用いる構成:D級PAは、マイクロ波帯においては、トランジスタ出力側の寄生容量がDE級PAの装荷容量と同様に働き、DE級動作によるメリットが得られることがわかった。このため、本研究ではD級PAを用いることとした。3.量子化雑音およびスイッチング損失の低減による送信機電力効率と変調精度改善のための追加検討(シミュレーション):(1) QM-EPWM送信機において、直交する2つの信号をPAで増幅したのち信号合成することにより、電力効率を向上させることのできる送・受信機構成の提案を行なった。

(2)送信機出力の量子化雑音を大幅に低減できるPA挿入トランスバーサルフィルタ(TF)にOFDM変調方式を組み合わせて使用することにより、TFを狭帯域化しても変調精度を高く保てることを示した。(3) 2値QM-EPWM送信機の非線形符号間干渉による変調精度の劣化を定量的に評価するとともに、メモリレス・プリディストーションにより大幅な変調精度の改善ができることを示した。4.高周波動作特性評価実験:FPGA内蔵の並直列変換器を使用することにより、マイクロ波帯である400MHzにおいて初めて2値QM-EPWM信号を生成した。FPGAのみでマイクロ波帯のEPWM信号発生が可能となったため、CMOS ICの試作は取りやめた。また、変調精度の改善のために、前段駆動回路をもつD級PAをマイクロ波帯において試作し、特性を評価中。1.当初計画の量子化雑音低減構成が十分な性能を発揮できないため追加実施した他の量子化雑音低減法の提案と検討:前年度において、当初案のディジタル的に量子化雑音成分のキャンセリングを行う構成は、抽出した量子化雑音をパルス振幅変調する際に生じる量子化雑音が大きいため、量子化雑音が低減されないことが判明したため、アナログ的な量子化雑音キャンセリング方式を提案し、送信機出力における量子化雑音を低減できることを示した。しかし、この構成では信号処理部の全ディジタル化が行えないこと、および雑音を含む信号用と抽出雑音用に別のPAを用いるため、電力効率が低下する欠点がある。このため、研究実績の概要の1.に示したMASH方式ΔΣ変調器を用いた量子化雑音低減構成を提案し、その効果を計算機シミュレーションにより示した。しかし、この構成は、多値出力D級PAが必要なため、今後その開発が必要である。2.マイクロ波帯における高効率・高精度なQM-EPWM部およびD級増幅器実装の技術的難しさ:FPGA内蔵の並直列変換器を利用することにより400MHzまでの無線周波数信号の発生が可能となったが、クロックジッタが大きいため変調精度が十分でない問題があり、改善が必要である。500MHz帯においてD級電力増幅器の設計・試作を行なったが、設計した効率および変調精度に比べ、実現した特性が大きく劣化した。これは、マイクロ波帯において顕著となる浮遊容量等の寄生効果の影響と推察される。今後、劣化原因を特定し、特性の改善を図る必要がある。移動体通信における送信機の高電力効率化を図るには、電力増幅器(PA)のスイッチング動作化が有効である。中でも、直交変調型包絡線パルス幅変調方式送信機は、定振幅のRF信号の包絡線をパルス幅変調することにより、本来非線形動作であるが高効率なスイッチング動作型PAを用いて、高い線形電力増幅ができる特徴を持つ。しかし、現状の技術では、(1)量子化雑音による電力効率および変調精度低下の問題がある。さらに、(2)バースト状RF信号の包絡線に追随するため電源回路に時定数を持たないD級PAを用いるため、スイッチング損失およびトランジスタの導通損失により電力効率が低下する問題がある。本研究は、これらの問題を定量的に評価するとともに、その解決策を提案し、従来にない高い電力効率と線形性を両立した送信機を実現することを目的とする。