hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レコンビナントSERA抗原を用いたマラリアワクチンの開発

SERA抗原(113kD)は赤血球期マラリアのトロフォゾイト、シャイゾント期に大量に発現される蛋白質であり、感染赤血球が壊裂する直前に、47kD、50kD、18kDの三つの断片となる。我々は47kDのドメイン(SE47'白)のレコンビナント蛋白質が原虫増殖に対して阻害的に働く抗血清を誘導することを明らかとしてきたが、その物質の実体と作用機構を明らかにするため、抗SE47'抗血清よりSE47'蛋白質特異的なIgG分子をアフィニティ精製し、マラリア原虫の増殖阻害機構について詳細な解析を行なった。アフィニティ精製したSE47'蛋白質特異的なIgG分子を用いて、培養マラリア原虫の増殖阻害効果を測定した結果、極めて強い増殖阻害が観察された。さらに,シゾントを未感染赤血球から分離し、そこにSE47'蛋白質特異的なIgG分子を入れたところ、抗SE47'IgGはシゾントおよびメロゾイトを強力にagglutination(会合)させた。IFAによりSERAとSE47'蛋白質特異的なIgG分子の抗原-抗体複合体の局在を観察したところ、これら会合した細胞の表面に存在することが明かとなった。一方、培養マラリア原虫にアフィニティ精製したSE47'蛋白質特異的なIgG分子と補体を加えたところ、SE47'蛋白質特異的なIgG分子のみの場合に比べて、より強力な阻害効果が観察された。マウス抗SE47'抗血清よりIgG_1と補体結合性のIgG_<2a>,IgG_<2b>,,IgG_3,を分離精製し、マラリア原虫増殖阻害を調べたところ、補体の効果はIgG_<2a>,IgG_<2b>,,IgG_3分画にのみ有効であった。また、SE47'蛋白質特異的なIgG分子と補体シゾントに加え、ギムザ染色により形態を観察したところ、シゾント内部の核が溶解した状態を呈していた。これらの観察から、成熟したシゾントは補体の古典的経路によって殺滅されることが示された。我々は47kDのドメイン(SE47′蛋白)をコードする人工合成遺伝子し、大腸菌において精製した。(1)SE47′蛋白で免疫したリスザルで感染実験を行った結果、原虫感染率の低下と免疫後の血清のin vitro培養における増殖阻害が認められたこと、および、免疫群のリスザル4匹のなかでも2匹のリスザルについては熱帯熱マラリア原虫の感染後に、レコンビナントSE47′蛋白質に対する抗体価が顕著に増加し、これらのリスザルにおいてはマラリア原虫の増殖が他のすべてのリスザルに比べて強く抑制されたことから、同蛋白がマラリアワクチン候補として十分期待できるものであることを示した(Suzue et al.,in press)。(2)SE47′

蛋白の全領域をカバーする15残基よりなる合成オリゴペプチドを準備するとともに、種々のトランケイトSE47′蛋白を調整し、これらに対して培養マラリア原虫の増殖阻害をおこなうマウスmAb、及び、阻害能力のある血清と増殖阻害を示さない血清を用いてELISAを行なうことによって、防御抗体に対応するエピトープ解析を行った(Fox et al.,in press)。(3)7種類の熱帯熱マラリア原虫株よりSERA遺伝子を単離し、SERA遺伝子の多型性について解析を行ったところ、防御免疫を誘導する47kD領域において若干の種ない変異が観察されたが、この領域を用いたワクチン開発には支障を来たさないと考えられる(Morimatsu et al.,in press)。(4)ガーナの重大なマラリア浸淫地より、マラリアのクリニカルな記録の完備している地域から、過去一年間にマラリア感染歴のない20歳以上のヒト約20人の免疫グロブリンを用いてマラリア原虫増殖阻害効果を解析中である。SERA抗原(113KD)は赤血球期マラリアのトロフォゾイト、シャイゾント期に大量に発現される蛋白質であり、感染赤血球が壊裂する直前に、47kD、50kD、18kDの三つの断片となる。我々は47kDのドメイン(SE47`蛋白)のレコンビナント蛋白質が原虫増殖に対して阻害的に働く抗血清を誘導することを明らかとしてきたが、その物質の実体と作用機構を明らかにするため、抗SE47`抗血清よりSE47`蛋白質特異的なlgG分子をアフィニティ精製し、マラリア原虫の増殖阻害機構について詳細な解析を行なった。アフィニティ精製したSE47`蛋白質特異的なlgG分子を用いて、培養マラリア原虫の増殖阻害効果を測定した結果、極めて強い増殖阻害が観察された。さらに、シゾントを未感染赤血球から分離し、そこにSE47`蛋白質特異的なlgG分子を入れたところ、抗SE47′lgGはシゾントおよびメロゾイトを強力にagglutination(会合)させた。IFAによりSERAとSE47`蛋白質特異的なlgG分子の抗原-抗体複合体の局在を観察したところ、これら会合した細胞の表面に存在することが明かとなった。一方、培養マラリア原虫にアフィニティ精製したSE47`蛋白質特異的なlgG分子と補体を加えたところ、SE47`蛋白質特異的なlgG分子のみの場合に比べて、より強力な阻害効果が観察された。マウス抗SE47`抗血清よりlgG_1と補体結合性のlgG_<2a>,lgG_<2b>,,lgG_3,を分離精製し、マラリア原虫増殖阻害を調べたところ、補体の効果はlgG_<2a>,lgG_<2b>,,lgG_3分画にのみ有効であった。また、SE47`蛋白質特異的なlgG分子と補体をシゾントに加え、ギムザ染色により形態を観察したところ、シゾント内部の核が溶解した状態を呈していた。これらの観察から、成熟したシゾントは補体の古典的経路によって殺滅されることが示された。
葉緑体の増殖および分化過程における葉緑体核の動態解明とその制御の試み

コムギを主材料とし、DNAに特異的に吸着される螢光試薬DAPI染色後、螢光顕微鏡観察することを主要手段として、栄養生長過程および生殖生長過程における色素体核の動態を明らかにした。1.栄養生長過程では、生長点における原色素体核は点状で少数のコピー数であったが、生長とともに色素体核の分裂と色素体の分裂を繰り返しながら盛んなDNA合成を行ない、コピー数が100余の環状の色素体核へと分化することが示された。この環状色素体核は、およそ10ケの色素体核に分かれ、光照射とともに色素体膜系の発達が見られる頃には、単一のコピーとなり光合成機構の発現に係わっていることが示唆された。このような暗所での盛んな色素体DNA合成はこれまで注目されていず新しい知見である。2.生殖生長過程については、バーナリゼーション後の穂の分化を調べたが、減数分裂により形成された四分子期細胞から花粉が成熟する過程で色素体核の排除が観察されたのに対し、卵細胞では見られず、これまで遺伝学的証拠から提唱されてきた母性遺伝の高等植物における最初の直接的な細胞学的証拠を提出することができた。コムギ以外の10数種の植物でも同様な調査を行なったが、やはり色素体核の排除が観察されたが、いくつかのグループに分けられることがわかった。今後更に残された他の生長過程の調査を行なう予定であるが、これらの結果の統括により葉緑体も包含する色素体の遺伝子の存在の場である色素体核の構造的側面を、植物体の全生活環を通してて明らかにすることができ、更に機能発現と対応づけられると考える。
運動性筋損傷が誘導する機能回復の有効性に関する研究

運動よる筋損傷は神経筋の解離を引き起こす可能性がある。また一方では,凍結モデルの実験からは,凍結と同時に筋を激しく収縮させたり損傷を加えた場合,回復期間の短期化が認められた。本研究課題の最終年度は,この筋損傷の持つ回復の早期化について検討した。実験方法はラット坐骨神経を冷却した鉄棒で凍結し,さらに筋に挫滅損傷を加え経過をみることとした。凍結後の回復の指標となる間接刺激張力発揮は,凍結と同時に筋損傷を与えた場合と凍結の前々日に損傷を与えた場合には早期化が起きていた。しかし,凍結脚の反対側脚の筋に損傷を与えた場合には早期化は認められなかった。また,筋損傷を与えた場合には7日後に軸索発芽が運動終板上に重複していたが,凍結のみの群,対側損傷群では観察されなかった。凍結させた以降の神経軸索各箇所での活動電位の伝導の有無も調べた。凍結直後から凍結部をまたいだ中枢側と末梢側の伝導性は消失したが,中枢側,末梢側の伝導は認められた。末梢側は凍結1から5日まで完全に伝導性が認められなかった。活動電位の回復は,凍結部→末梢側→接合部の順で起きていたことが明らかとなった。筋内軸索の構造物質を現すNF160,シナプス小胞を認識するsynaptphysinは神経凍結後に一過性の減少し,また軸索の発芽や側枝の延長を誘発するGap43も一過性の低下が,凍結のみと凍結+筋損傷では違いがなくみられた。しかし,凍結後の脊髄運動神経細胞の活性化stat3の変化を調べた結果,凍結群では軸索凍結3日日に神経細胞内のstat3はピークに達しその後下降した。これに対し,損傷を加えた場合では7日後に再び3日目と同程度の発現がみられた。張力や活動電位の観察結果から,凍結により2日後には凍結部の末梢側の軸索も機能的に生存しなくなる。筋損傷を与えることによる回復早期化の原因が,筋内神経・シュワン細胞の損傷による産生物質の影響を受けることはなく,回復速度が早くなる時期は,接合部の再神経支配が起こり始めた段階からの期間であることが考えられた。神経軸索発芽や生存維持に影響を及ぼす運動神経細胞核内stat3発現量の7日後の再上昇を示したことから,一旦解離した神経筋接合部が,凍結部の回復により神経軸索発芽・神経筋の再結合・結合部位の拡大が起こる時期に,筋損傷により発現したサイトカイン系のシグナル伝達物質が早期化に関与していることが示唆された運動よる筋損傷は神経筋の解離を引き起こす可能性がある。神経軸索発芽や生存維持に影響を及ぼす運動神経細胞核内stat3発現量の7日後の再上昇を示したことから,一旦解離した神経筋接合部が,凍結部の回復により神経軸索発芽・神経筋の再結合・結合部位の拡大が起こる時期に,筋損傷により発現したサイトカイン系のシグナル伝達物質が早期化に関与していることが示唆された本年度は,筋損傷後の回復における筋線維機能的特性の検討を第一のテーマとし,第二のテーマとし損傷後の再生分化制御機構の免疫組織学的研究とした。最初に刺激伸展装置を用いてラット下肢筋の伸張性収縮を行わせ筋損傷を起こした。

損傷後1から28日後における筋の機能変化を全筋から調べた結果,伸張性収縮を与えた2-3日後に30%までの張力低下が起こり,14日後にはほぼ回復してた。張力低下は収縮系のダメージ量の指標と考えられた。一方、損傷線維が再生する過程では枝分かれ線維を生じることがある。28日後の枝分かれ線維を持つ筋線維を実体顕微鏡下で選択し,skinned fibre法を用い正常に機能するかを単一筋線維にて検討した結果,最大張力/断面積と短収縮速度ともに対照線維より有意に低値を示していた。形態的には十分な回復が観察された後においても,収縮・調整・構造蛋白系の各レベルでは,それぞれ十分な回復が進んでいないではいないことが示された。免疫組織学を手法とする損傷後の再生分化制御機構の研究では,塩酸ブピバカイン注入により筋損傷を誘発し,2週間後までの横断像を観察した。1日後では筋線維間が大きく開き細胞接着物質であるfibronectinが拡散し,細胞内情報伝達物質であるvinculinの消失が観られ3日後に再生開始が認められた。MyoDはマクロファージとともに2日後には筋線維間に現れ4日後に消失した。5日後から再生線維の径が増し,7日後には中心核が多く観察され,14日後には対照筋とほぼ同様の径に達する線維と細い線維の混在が観られるが,Laminin, desmin, colagen III等の膜構造・細胞外情報伝達機構を形成する要素はほぼ正常な局在が観察された。このような収縮機能やそれを支える筋細胞内構造の再生分化と形態変化に対して,再生期に筋の活動様式を変化させた場合の影響を今後検討したいと考える。昨年度は,筋損傷後の回復における筋線維機能的特性と再生分化制御機構の免疫組織学的研究を行った。損傷後2-3日後に収縮系のダメージ量の指標と考えられ張力低下が30%まで落ち込み,14日後には回復した。再生筋に見られる枝分かれ単一筋線維の最大張力/断面積と短縮速度は対照線維より有意に低値を示していた。形態的には十分な回復が観察され,一方Laminin,desmin,colagen III等の膜構造・細胞外情報伝達機構を形成する要素はほぼ正常な局在が観察されたが,収縮・調整・構造蛋白系の各レベルでは,それぞれ十分な回復が進んでいないではいないことが示された。このような収縮機能やそれを支える筋細胞内構造の再生分化と形態変化に対して,再生期に筋の活動様式を変化させた場合の影響を今後検討すべきであるが,筋損傷と回復が同時並行で進行する状態では,回復に及ぼす活動様式の差の検討が困難となる。そこで,損傷に伴う神経筋接合部の解離から再結合が起こる過程を回復の指標と捉え,また,筋損傷を起こさない支配神経軸索の凍結による神経接合部解離させ,回復過程での筋に対する活動様式を変化させる実験を行った。実験方法は,ラット坐骨神経を液体窒素で冷却した鉄棒にて5mm幅ほどを凍結壊死させ,その後の回復を見るものである。坐骨神経凍結時の電顕像から凍結部のミエリン鞘はバラバラに崩壊し,活動電位は全く伝搬されなくなり,軸索終末は徐々に消退し,神経筋接合部は解離を起こす。解離した運動終板のコリンエステラーゼ活性は一過性に低下する。解離時には除神経の影響で筋萎縮が若干起こり,stat3が発現するが筋線維損傷は見られない。解離後9日目で間接刺激張力が発生することから再結合が始まっている事が観察される。この坐骨神経凍結後の数日間に筋に電気刺激による収縮をさせたところ,対象より2日早い7日後から間接刺激張力が発生し,再結合の早期化が進んでいることが示された。
在宅死を可能にする基盤づくりの発展研究ー在宅ケア促進プログラムの展開と検証

2018年度は1対象市町村人口1万人以下を抽出済2在宅療養/在宅死の状況質問票案作成済32019年度人口1万人以下の地域在住者を対象に在宅看取り啓発プログラムの展開・検証予定の東北2地域の自治体・地元協力者との調整及び会場確保など完了。2019年8月中に青森県深浦町、福島県四倉地域での検証決定。4プログラムのデジタル化に向けての事前作業として2019年度末予定の動画撮影のカメラマン内諾確認完了5動画作成に向けての市民出演者から内諾確認済6動画用シナリオ案完成。2018年度予定していた市町村への調査票の配布は2020年に実施する方が適切であると判断。その理由は東2019年度の東北2か所(道外での検証として初めて)のプログラム展開・検証結果を反映して自治体への質問票最終版をする方が、より適切、且、有益な結果が得られると判断したため。2018年度の計画内容は下記の1点を除いて、予定通りに進捗している。自治体への質問票配布を2018年度から2019年度末に配布と意図的に変更した。理由は北海道外での初めてのプログラム展開・検証を2019年8月に東北2か所で実施した後に、再度、質問票の妥当性を検討した上で配布する方がより効果的、且、意義のある結果が得られると判断したため。2019年度は、1東北2か所でプログラム展開・検証22020年度プログラム展開・検証対象地域2か所の最終選択と地域のキーパーソンとの交渉・調整・決定3動画出演者(市民3名訪問看護師・ケアマネジャー・在宅医師)とのシナリオ共有と演技練習指導4動画撮影4自治体への質問票精査・送付。以下の点が2019年度で課題となり得る。現時点では動画をUSBで自治体などへの配布と考えているが、専門家との意見交換で、USBへの動画ダウンロードはDVDに比較して数倍のコストがかかる可能性があると示された。予算内で妥当な配信方法を再検討の可能性あり。日本在宅ケア学会、及び、日本健康教育学会で発表採択済。2020年度以降は当初の計画通り、年に2か所でプログラムを展開・検証し、結果をプログラムを反映。又、HPを構築し、プログラム最終版へのアクセスを可能にし、閲覧者からフィードバックを得ることを可能にするHPとする予定。合計121,000円が未使用となっている理由: 1人口1万以下の自治体への調査票送付を2018年度から2019年度に(東北地域2か所での検証結果を反映したより意義のある調査票とするため)延期したために郵送費及び関係事務用品の購入を保留(91,000円)。2調査票郵送準備及びデータ入力等の作業アルバイトも上記1の理由に伴い、未使用となっている(30,000円)。12の作業は2019年度に予定しているので、2019年度内に活用する予定。
新規治療法の開発に向けて:微少環境における子宮平滑筋肉腫の生物学的応答性の検討

林等は、LMP2において、子宮間葉系腫瘍である子宮筋腫に属する種々の腫瘍と子宮肉腫とを区別するバイオマーカーとしての可能性を提示している。LMP2は子宮肉腫細胞において細胞増殖を抑制し、造腫瘍能を低下させることが認められた。その後の研究成果より、子宮肉腫でのLMP2の生物学的応答性は、プロテアソームの活性化に依存せず、おそらくLMP2単分子と他の細胞性因子とのコミュニケーションにより誘導されるらしい。林等は、子宮肉腫での組織特異的に作用するLMP2の癌抑制因子としての生物学的応答性について報告した。がん微小環境は、腫瘍細胞と間質との相互作用などとともに、固形がんの基本的性質1つである。林らは、プロテアソームの構成因子LMP2の発現低下は、ヒト子宮平滑筋肉腫の発症に直接関与していることを明らかとした。現在、正常組織とは異なるがん微小環境での子宮平滑筋肉腫の生物学的応答についてLMP2の発現を主眼において解析を行い、子宮平滑筋肉腫の治療標的因子の絞り込みを行っている。子宮平滑筋肉腫培養細胞内においてLMP2の恒常的発現により、どのような機序が誘導されるか、林らは、サイトカイン・ケモカインを中心とした遺伝子発現のプロファイリングをマイクロアレイにより検討している。現在まで、血行性転移:細胞浸潤と新生血管の誘導因子であるVEGF-AとIL-8の遺伝子発現が、LMP2発現低下によって著しく誘導されることが明らかとされた。つまり、子宮平滑筋肉腫細胞での顕著なVEGF-AとIL-8の発現が、LMP2の恒常的発現により低下する。そこで、IL-8の生物学的作用である子宮平滑筋肉腫細胞の細胞遊走能・浸潤能とLMP2の発現状況との関連性について検討を行った。子宮平滑筋肉腫細胞の細胞遊走能・浸潤能が、LMP2の恒常的発現により有意に低下し、その機序は、LMP2の恒常的発現により低下されたIL-8に依存していることが明らかとされた。つまり、子宮平滑筋肉腫の血行性転移には、LMP2の発現が関与している可能性が示された。現在、さらに子宮平滑筋肉腫の血行性転移とLMP2の発現に関する詳細な検討を行っている。申請者らは、子宮肉腫の新規治療法の開発に向けて、子宮肉腫の腫瘍形成能に直接関与するLMP2の発現を主眼として、癌微小環境への生物学的応答について検討している。ヒト子宮平滑筋肉腫(子宮肉腫)の特長、(1)血行性転移能が極めて高いが、リンパ行性転移は認められない、(2)他の婦人科腫瘍と異なりエストロジェン受容体(ERα)の発現が消失する。そこで、申請者らは、癌微小環境でのヒト子宮肉腫の特性、血管新生能について検討を行っている。具体的には、遺伝子プロファイリングの結果をもとに、ヒト子宮肉腫の微小環境特有に発現している遺伝子産物の解析を行っている。その結果、LMP2の発現低下が認められるヒト子宮肉腫培養細胞(SKN)において、LMP2を恒常的に発現させることにより、SKN細胞からの高濃度で分泌されているVEGF-Aの産生が有意に低下されることが明らかとされた。本研科学究費補助金によって得られた研究成果は、日本癌学会学術総会シンポジウム、国際がん会議シンポジウム(シンガポール)、さらに、学術専門雑誌などで報告された。ヒト子宮平滑筋肉腫(子宮肉腫)の特長、,(1)血行性転移能が極めて高いが、リンパ行性転移は認められない、(2)他の婦人科腫瘍と異なりエストロジェン受容体(ERα)の発現が消失する。そこで、申請者らは、癌微小環境でのヒト子宮肉腫の特性、血管新生能とERαの発現低下について検討を行っている。その結果、LMP2の発現低下が認められるヒト子宮肉腫培養細胞(SKN)において、LMP2を恒常的に発現させることにより、SKN細胞からのVEGF-Aの産生・分泌が有意に低下したことが明らかとされた。また、同細胞でのERαの発現が、LMP2の恒常的な発現により顕著に誘導されることが明らかとされた。本科学研究費補助金によって得られた研究成果は、国際がん会議(北京)でのシンポジウム、日本婦人科腫瘍学会ワークショップや特別講演などの学会講演、Scientific Reports(Nature姉妹誌)を含む英文論文5報によって報告された。また、これらの研究成果は、メデイカルトレビューと信濃毎日新聞などのマスメディアによっても報告された。
ディーゼル排ガスに含まれる鉱物油の免疫学的影響

以前から鉱物油は比較的安全とされてきた。しかし、鉱物油の1成分であるプリステンがマウスに自己抗体を誘導することが報告されてから、鉱物油は決して安全なものではないことが示唆された。そこで我々は以前から鉱物油の免疫学的影響について検討してきた。その中で便秘薬として使用されている鉱物油が自己抗体を誘導することを指摘した。そこで、これまでの研究を踏まえて今回はディーゼル排ガス中に含まれている鉱物油の免疫学的影響を検討した。ディーゼル排ガス中には、潤滑油や、燃料中に含まれている鉱物油が含まれているとされる。我々は排ガス中に含まれているヘキサデカンについて免疫学的影響を検討するとともに、鉱物油による免疫学的影響のメカニズムについても検討し、以下の結果を得た。1.ヘキサデカンをマウス腹腔内に投与すると自己抗体が誘導された。その自己抗体は全身性エリテマトーデス(SLE)に特有のものであった。またその誘導能はプリステン(すでに自己抗体を誘導が確認されている鉱物油)よりも強いことが示された。2.マウスにディーゼル排ガスを直接暴露し、自己抗体が誘導されるか検討した。マウスに自己抗体は誘導されずT細胞表面マーカにも無暴露群と比較して変化は見られなかった。3.鉱物油投与のマウスT細胞では、SLE患者にみられるようにT細胞のCD3ζ発現と血清アルギニンの低下が見られ、CD3ζ発現が低下した細胞にアルギニンを加えるとCD3ζの回復が見られた。以上のことから、鉱物油は低分子ほど影響が強く、そのメカニズムにT細胞中のCD3ζと血清アルギニンの低下が関与していることが示唆された。我々はディーゼル排ガスの生体影響について基礎的研究を行った。ディーゼル排ガス中には粒子状物質(PM)が含まれているが、このPM以外にもエンジンの潤滑油や燃料に含まれている鉱物油が排ガス中にミストとして排出されていることが分かっている。これまで我々はプリスタンやwhite mineral oilが自己抗体(SLEに特有の抗体)を誘導することを報告している(Biomedicine and Pharmacotherapy 58:325-337 2004)。そこで我々はこのミスト状の鉱物油に注目してその影響を検討した。ディーゼル排ガスに含まれる鉱物油には潤滑油・燃料に含まれる種々の鉱物油が存在するが、我々はこのうちヘキサデカンについて検討した。ヘキサデカンは潤滑油や軽油・重油に存在するC16のアルカンである(プリスタンはC19)。まず純粋なヘキサデカンを腹腔内に投与して、免疫学的影響を検討した。プリスタンと同様にSLE特有の自己抗体を誘導したが、プリスタン投与マウスに比較して、腹腔内の炎症は強く、生体への影響は強いことが想像された(Toxicology 218:186-196 2006)。次に我々は、マウスを実際にディーゼル排ガスに暴露し、自己抗体誘導の有無について検討した。マウスの暴露は国立環境研究所に依頼して行った。1ヶ月間ディーゼル排ガスに暴露した後に血清をとり、自己抗体を評価した。残念なことに、今回自己抗体は検出できなかった。腹腔内に投与する場合とミスト状で暴露する場合、その刺激の程度は異なることが想像される。ミスト状の暴露の場合、暴露量を正確に把握できない問題があるが、当然、腹腔内に投与する方が、刺激は強いと考えられる。従って今回ディーゼル排ガス暴露実験にて自己抗体の誘導は見られなかった理由として、暴露刺激が少ない可能性が考えられた。そこで平成19年度はさらに長期間の暴露を計画し国立環境研究所と調整中である。

前年度にはディーゼル排ガス中に存在することがわかっているミネラルオイルの一成分であるヘキサデカンをマウス腹腔内に投与して免疫学的影響について検討し、自己抗体をマウスに誘導することを示した。しかし、ディーゼル排ガスを直接マウスに暴露する実験ではマウスに自己抗体を確認できなかった。本年度は前年度の結果を参考にして、ディーゼル排ガス暴露を長期に行う計画を考えたが、暴露チャンバーを設置している施設(国立環境研究所)の協力が得られず行えなかった。そこで、ミネラルオイルによってなぜ自己抗体が誘導されるのかについて実験的研究を行った。ミネラルオイルで誘導される自己抗体は実は人SLE患者に特徴的な自己抗体と同様なものであることがわかっているため、ミネラルオイル投与マウスと人SLEに共通なメカニズムがあるのではないかと考えた。人のSLEはT細胞の機能不全が原因と考えられており、T細胞内のCD3ζの異常が関与しているとする研究者もいる。そこで我々は鉱物油を腹腔内に投与したマウスのT細胞内のCD3ζの発現を検討した。すでに自己抗体を誘導することがわかっている鉱物油の1つであるプリスタンをマウスに投与し、そのマウスからT細胞を採取して、T細胞内のCD3ζの発現をFCM(フローサイトメトリー)によって検討した。すると、CD3ζは減少していた。これは人のSLEと同様の現象であった。また、人のSLEでは血清中のアルジニンが減少していることもわかっている。そこでプリスタン投与マウスの血清アルジニンを測定した。すると人と同様にプリステイン投与マウスのアルジニンは減少していた。さらに、CD3ζの発現が低下しているプリステイン投与マウスのT細胞にアルジニンを追加すると、CD3ζの発現が回復することも確認した。以上から、鉱物油での自己抗体誘導のメカニズムには人におけるようにCD3ζ発現が何らかの関係があり、CD3ζ発現には血清中のアルジニンが関係していることがわかった。総合的に考えると鉱物油を腹腔内に投与することによって何らかの機構から血清中のアルジニンが低下し、CD3ζが減少し、T細胞の機能不全が起こるのではないという仮説が考えられた。今後さらに詳細に研究を続けたいと考えている。
東アジア経済発展に関する歴史的研究 ―日本・韓国・台湾の比較を通じて―

本研究は「研究目的・研究実施計画」によれば、(1)資料の発掘収集、(2)資料を比較可能な形へ加工、(3)3国研究者による総合討論の積み重ね、であった。残念ながら交付決定額が申請額の半額であったため、(1)の悉皆調査や米国での資料調査ができなかったり、(2)のデータベース作成ができなかったりしたが、(3)の3国研究者による総合討論の積み重ねにおいては成果を得ることができた。すなわち、各年度とも合宿研究会を開催し、日本人研究者のみならず、韓国人研究者と台湾人研究者を招聘して、日本・韓国・台湾の研究者合同による報告と討論を行えた。合宿地は、平成11年度は台湾の国立台湾師範大学、平成12年度は韓国のソウル大学、平成13年度は日本の関西大学恭仁山荘(内藤湖南の旧別荘)であった。これら合宿により、単に議論を深めるのみならず、従来は日本人研究者間においてさえ研究者交流が少なかった韓国と台湾の間において、国際研究者交流を進めることができたと自負している。また研究状況の違い(具体的には台湾側の遅れ)も把握できた。もちろん(1)(2)も成果皆無ではない(1)については、台湾と韓国において日本植民地時代の総督府公文書の保存施設を訪問し、資料保存状況・公開状況・今後の整備予定について説明を受けるとともに、若干の資料調査を行えた。また(2)は研究に遅れが目立つ台湾側の資料整理を研究代表者が進めている。研究成果は、裏面の研究発表に示すものの他、堀和生(旧・研究代表者、現・研究協力者)主導で、この研究成果をもとに日本と台湾で出版を行う計画が進行中である。各参加者の新たな知見はそこで報告される。日本、韓国、台湾3国の研究者による近代経済史に関する初めての共同研究ということで、まず理論的な研究課題の確認と第1回目の現地資料調査を実施した。前者については、全参加者が担当分野に関わる自国の研究成果の紹介と他の2国についての質問を出す形式で3日間の研究会で議論した。確認されたことは、第1に、3国の近代史把握の基本的認識が非常に異なっている、第2に、しかし植民地期の3国の関わり方は極めて深くかつ相互規定的であり、第3に、日本帝国全体の構造と各国の個別史とを統合的に把握する必要がある、第4に、そのために各分野で3国横断的な比較分析作業をおこなうことが至急の課題である、等であった。その上で、工業、農業、貿易、企業活動、経済政策等に関する比較基準の設定と、今後の研究方法について議論のうえ決定した。後者については、台湾人メンバーの協力を得て、全員で夏期に一週間かけて台北と台中において実施した。対象は、国立中央図書館、文献委員会、中央研究院、台湾大学各図書館、国史館、政府経済部、等であり、すべて直接訪問して所蔵資料の全般的把握をおこなった。とくに、文献委員会においては旧台湾総督府文書を閲覧し、韓国に残っている旧朝鮮総督府文書との比較検討をおこなった。また、国立中央図書館は旧台湾総督府図書館を継承しているので、同じく朝鮮総督府図書館を継承している韓国の中央図書館との図書構成の比較をおこない、1940年代における台湾の出版図書の相対的な多さを確認した。本年度は前年度に引き続いて研究会を開催し、東アジアの経済発展の歴史に関し、農業・工業・教育・理論研究・現状分析など各方面から討論を行った。特に8月の合宿研究会では、日本人(研究代表者および分担者・研究協力者)のみならず、韓国人研究者3人と台湾人研究者3人を、韓国・ソウル大学に招聘して、日本・韓国・台湾の研究者全員による報告と討論を行った。

このソウル大学での研究会は、台湾人および日本の台湾研究者を韓国に招聘し、韓国人および日本の韓国研究者と合宿してもらうことにより、従来接する機会が少なかった両国研究者の相互交流を深めたとともに、台湾側にナマの韓国を知ってもらうことができたと考えている。韓国では研究会以外に、ソウル大学図書館(旧・京城帝国大学図書館)および、日本植民地時代の総督府公文書が保存されている政府記録保存所(大田市)を訪問した。両所では、それぞれ資料保存状況・公開状況・今後の整備予定について説明を受けるとともに、若干の資料調査を行った。また、韓国伝統文化の中心地である河回両班村落などを訪問し、韓国についての知識を高めた。研究会以外では、研究最終年度である来年度における研究成果公表に備え、準備作業として、来年度の研究日程の調整(来年度は日本に、韓国人研究者と台湾人研究者を招聘予定である)、研究成果の公表形態の検討や出版社の選定準備を、研究会の席やEメールを通じて、日本・韓国・台湾で打ち合わせた。本年度は前年度に引き続いて研究会を開催し、東アジア(日本・韓国・台湾)の経済発展の歴史に関し、農業・工業・教育・理論研究など各方面から討論を行った。本年度の合宿研究会は、8月2日から京都府相楽郡加茂町の関西大学恭仁山荘(内藤湖南の旧別荘)において、研究代表者および分担者・研究協力者および、韓国人研究者3人と台湾人研究者2人を招聘し、日本・韓国・台湾の研究者全員による報告と討論を行った。韓国・台湾の研究者とは前年度(韓国)・前々年度(台湾)に続き3度目の合宿である。合宿の回数を重ねることにより、従来接する機会の少なかった両国研究者の相互交流を深めることができたと考えている。また、韓国や台湾の研究者にとっては、京都府南部(および隣接する奈良県)を訪ねることにより、日本の農村部を知る良い機会になったと考えている。合宿研究会以外では、研究代表者・分担者および協力者・韓国および台湾からの招聘研究者のそれぞれ各自での取り組みとなるが、日本各地に所蔵されている植民地時代の資料について収集・分析を行った。例えば京都では韓国・台湾からの招聘研究者が京都大学図書館などを訪問して資料収集に努めた。他に国会図書館・拓殖大学(東京・八王子)・大阪府立図書館なども訪問した。研究活動以外では、研究成果公表に備え、公表形態の検討(日本および台湾で出版予定、それに伴う翻訳問題の検討)や出版社の選定準備を打ち合わせた。これは本研究会および他の研究会の席やEメールなどを通じて、日本・韓国・台湾で相互に行っている。
欧州における直接支払制度に関する比較制度分析:費用有効性と農地市場に及ぼす影響

今年度の研究実績は,以下の3つが挙げられる。第1に,我が国の農業生産上の条件不利地域を定量的に把握すべく,1キロメッシュ(3次メッシュ)データ化を行なった(研究発表1)。これにより,国土のどこに条件の不利な農地が立地しているかを地図上で把握できるだけでなく,メッシュ単位で有する傾斜度等の特性との他の1キロメッシュデータとのクロス分析も可能になった。第2に,我が国における農地保全と耕作放棄の問題を検討する分析ツールを作成するため,2000年農業センサスの集落データの1キロメッシュ化をはかった。農地の維持管理の観点からは,第1で述べた1キロメッシュデータだけでは不十分で,農業集落の実態を考慮に入れることが不可欠であるためである。これにより,属人データである集落データを,属地化することができ,これらの組み合わせによりさまざまな分析が可能になった。最大の研究成果は,大きく分けた場合に,農地維持管理について東日本・西日本の間の相違を明らかにした点である(研究発表2)。すなわち,北海道と東北の一部では,農業就業人口が減少しても経営耕地面積の減少率は農業就業人口の減少率を下回り,それゆえ農地流動化による農地集積(経営の規模拡大)が確認される。しかしながら,とりわけ中国・四国を中心とした西日本では,農業就業人口の減少に随伴して経営耕地面積が減少していることが分かる。これは,離農等による農業就業人口の減少によって放出された農地が,受け手が不在であるために耕作放棄されていることを意味している。第3に,EU及びドイツ・バイエルン州における最新の農政改革を,直接支払制度を主たる分析対象として報告書にまとめた。もともとバイエルン州の直接支払制度は,国土の維持管理の観点から,とりわけ条件不利地域における農地を農地として保全し,それによって農耕景観を維持するために行なわれており,我が国における今後の農地保全を検討する上で示唆される点が少なくないと考えられる。EUでは,Agenda2000に基づくCAP改革により,直接支払のモジュレーション(Modulation)が任意の政策として導入が可能となり,経営の労働力や直接支払の受給額に応じて支払額を逓減させることが可能となった.ドイツは,農業危機と呼ばれる狂牛病や有機農産物スキャンダルに起因した国内農業の混乱を背景として,さらに東西ドイツの経営規模及び経済発展水準の格差を考慮し,これまでモジュレーションの導入については反対してきた.しかし,2002年7月にAgenda2000以降のCAPの最初の中間見直しが,その後,2003年1月に再び,新しい中間見直しが提出されると,ドイツでもモジュレーションの採用方法が活発に議論されるようになり,2003年1月からモジュレーションを導入することとなった.注目すべきは,ドイツにおけるモジュレーションが,国内事情を勘案して,経営に与える影響をミニマルに抑えることを課題として構築されていることであり,EU提案によるモジュレーションのインパクトの相違を分析することは非常に興味深い研究テーマとなりうる.今年度の科研費の成果として,CAPの中間見直し,ドイツにおける直接支払制度をめぐる議論,並びに最大のホットイシューであるモジュレーションの政策効果のシミュレーション(モジュレーションがあった場合となかった場合の比較,経営タイプに応じた直接支払の受給額の変化に関するシミュレーション,ドイツ国内の州間比較等)について研究会で報告を行うとともに,モジュレーションの結果としての直接支払の農家間の分配上の変化に関する論文を翻訳し,その解題もあわせて執筆した.本年度は,条件不利地域政策の理念と実態について吟味することを課題とした.ここでの着眼点は,「なぜ,条件不利地域の農業に対して特別の施策が必要となるのか」と「政策目的の達成のためには,どのような施策が必要となるか」の二点であり,日本の中山間地域等直接支払制度について,両者の間に矛盾や齟齬がないかを検討した.なお,我が国ではEUの制度が理想化して語られることが多いが,それらをそのまま日本に適用することは不可能である.というのは,一国の政策体系に占める当該制度の位置付けや他の制度との整合性,農業構造や作目立地の現状,農業・農村のシステムの相違,制度を取り巻く環境や背景等を考慮に入れることが不可欠だからである.従って,日欧の制度をその外観のみを以って単純に比較することにはあまり意味がないが,上述したような様々な点について国家間・地域間で相違があるとしても,直接支払という政策手法に起因した問題が同一局面であらわれることは否めず,それらは共通の土台で論じ得るものである.そこで,EU加盟国の中でも国土に占める条件不利地域の割合が高く,条件不利地域に対してきめ細やかな直接支払制度(LFA補償金制度)を講じているドイツ・バイエルン州において現地調査を行い,同様の視点から同州の制度について分析し,そこからもたらされる政策的含意を導き出した.日本の中山間地域等直接支払制度は,導入当初から,WTO農業協定上「緑」の政策の要件を満たすような形で設計されているが,導入以降,幾度かの改正が行なわれているバイエルン州のLFA補償金と環境助成金の2つの直接支払制度について,バイエルン州農林省やミュンヘン工科大学での聞き取り調査を行い,WTO農業協定との適合性を検討した.上述した研究成果は研究会での報告を行い,報告書に取りまとめた.また,農業経営学会では,バイエルン州の簿記調査結果をもとに直接支払制度の所得支持効果を分析し,報告を行った.今年度の研究実績は,以下の3つが挙げられる。

これにより,国土のどこに条件の不利な農地が立地しているかを地図上で把握できるだけでなく,メッシュ単位で有する傾斜度等の特性との他の1キロメッシュデータとのクロス分析も可能になった。第2に,我が国における農地保全と耕作放棄の問題を検討する分析ツールを作成するため,2000年農業センサスの集落データの1キロメッシュ化をはかった。農地の維持管理の観点からは,第1で述べた1キロメッシュデータだけでは不十分で,農業集落の実態を考慮に入れることが不可欠であるためである。これにより,属人データである集落データを,属地化することができ,これらの組み合わせによりさまざまな分析が可能になった。最大の研究成果は,大きく分けた場合に,農地維持管理について東日本・西日本の間の相違を明らかにした点である(研究発表2)。すなわち,北海道と東北の一部では,農業就業人口が減少しても経営耕地面積の減少率は農業就業人口の減少率を下回り,それゆえ農地流動化による農地集積(経営の規模拡大)が確認される。しかしながら,とりわけ中国・四国を中心とした西日本では,農業就業人口の減少に随伴して経営耕地面積が減少していることが分かる。これは,離農等による農業就業人口の減少によって放出された農地が,受け手が不在であるために耕作放棄されていることを意味している。第3に,EU及びドイツ・バイエルン州における最新の農政改革を,直接支払制度を主たる分析対象として報告書にまとめた。もともとバイエルン州の直接支払制度は,国土の維持管理の観点から,とりわけ条件不利地域における農地を農地として保全し,それによって農耕景観を維持するために行なわれており,我が国における今後の農地保全を検討する上で示唆される点が少なくないと考えられる。
軟X線干渉計を用いたコヒーレントX線の応用研究

本研究計画において、軟X線干渉計の開発、X線空間コヒーレンス測定および2次元X線検出器の特性に関する研究を行なった。主な結果を以下に示す。(1)透過回折格子をビームスプリッタとして用いた干渉光学系のテスト実験をHe-Neレーザー光で行なった。第2透過回折格子透過後のビーム上に期待した通りの干渉縞が形成されることを確認した。軟X線干渉計の調整実験の経験を活かして、干渉計駆動機構の改良を行ない、外部から光学素子を位置にして0.5μm以下、姿勢を5μradの精度で制御することができるミラー駆動システムを導入した。(2)X線レーザー光源として、ダブルターゲット配置でのX線出力の最適化をおこなった。また、15.47nmX線レーザービームの空間コヒーレンスの観測を継続して行ない、X線レーザーの増幅度が増すにつれて空間コヒーレンスが向上していく様子を実験的に明らかにした。(3)軟X線干渉計などの2次元X線検出器として用いることができるマイクロチャンネルプレートのX線検出特性についてX線検出モデルによる計算を行なった。放射光を用いた実験結果と計算結果が良く一致することを確かめ、本検出モデルが有効であることがわかった。製作した軟X線干渉計を可視光でできるだけ精度良く光軸調整をした上で、10Hz運転のX線光源に接続し干渉縞の観測を試みる予定である。本年度は、設計・製作した軟X線干渉系の調整実験と光源となるX線レーザーの空間コヒーレンス測定を行なった。(1)透過回折格子をビームスプリッタとして用いた軟X線干渉計をHe-Neレーザー光で干渉テスト実験を行なった。また、このテスト実験を通じて干渉計の光軸合わせのための調整法の要点を習得した。つぎに、X線光源に接続し干渉縞の観測を試みる実験に移行した。可視光を使った実験と異なり軟X線に対しては光学素子をすべて真空中に配置しなければならず、光軸の調整が難しく、軟X線の干渉パターンの形成にはまだ成功していない。真空中で有効な調整機構の導入が必要と考えられる。(2)X線光源の性質を明らかにする為に、高精度複スリット、透過型回折格子と軟X線CCDカメラからなる分光コヒーレンス計測系を用いて、我々のX線レーザービームの空間コヒーレンスの観測を継続して行なった。15.47nmの強いX線レーザースペクトル線について、その増幅度が増すにつれて空間コヒーレンスが向上していく様子を初めて明らかにした。本年度は、軟X線干渉計の調整実験の経験を活かして、干渉計駆動機構の改良を行った。(1)軟X線干渉計の光軸合わせのため、可視のHe-Neレーザー光で本干渉計構成要素の0次調整を精度良く行えるように、調整用機構を新たに製作した。また、可視光を使った調整と異なり軟X線に対しては光学素子をすべて真空中に配置しなければならないので外部から光学素子を位置にして0.5μm以下、姿勢を5μradの精度で制御することができるミラー駆動システムを導入した。0次の光学調整を完了した。(2)我々の15.47nm X線レーザービームの空間コヒーレンスの観測を継続して行ない、X線レーザーの増幅度が増すにつれて空間コヒーレンスが向上していく様子を実験的に明らかにした。2003年8月に米国、サン・フランシスコで開かれた「コヒーレント放射を伴うX線科学」ワークショップで発表した。また、軟X線干渉計などの2次元X線検出器として使うことができるマイクロチャンネルプレートのX線検出特性に関する放射光を用いた実験結果とX線検出モデルによる解釈について第8回「放射光装置に関する国際会議」に於いて発表した。
物理モデル理解と自然言語処理の統合による試験問題の解答生成

まず,力学・電磁気・電気回路の各分野のシミュレーションを実施するために,Modelicaと呼ばれるシミュレーションシステム上で試験問題に頻出するバネや滑車などのモジュールを実装した.波動については独自のシミュレーションモジュールを開発した.次に,この拡張された物理シミュレーションモジュールと自然言語処理部を連結するための中間表現である形式表現の記法を検討・考案した.曖昧性解消を実現するために自然言語処理部とシミュレーション処理部の間の矛盾検出器を構築した.提案手法を評価するため,実際に実施された大学入試センター模試を対象に答案を作成し,100点満点中39点(偏差値48.3)という結果を得た.平成24年度に構築した力学の問題に解答するためのフレームワークを拡張し,波動,電磁気,電気回路の分野の問題にも対応可能とするためのシミュレーションモジュールの追加を行った.具体的には,電磁気・電気回路系のモジュールをModelicaのモジュールとして実装し,波動については独自のシミュレーションモジュールを開発した.さらに,この拡張された物理シミュレーションモジュールと自然言語処理部を連結するための中間表現である形式表現の記法を再検討した.平成24年度までは,ある単一の物理的状況を記述する表現しか準備されていなかったが,平成25年度では,「Aという状況とBという状況を比べるとどうなるか?」というような質問に対応するために異なる状況を並列に表現可能とする形式表現記法を考案した.構築した試験問題解答器の性能を評価するため,実際に実施された大学入試センター模試を対象に答案を作成し,100点中39点という得点を得た.これは偏差値に換算すると48.3と平均レベルに肉薄するパフォーマンスを得た.まず,力学・電磁気・電気回路の各分野のシミュレーションを実施するために,Modelicaと呼ばれるシミュレーションシステム上で試験問題に頻出するバネや滑車などのモジュールを実装した.波動については独自のシミュレーションモジュールを開発した.次に,この拡張された物理シミュレーションモジュールと自然言語処理部を連結するための中間表現である形式表現の記法を検討・考案した.曖昧性解消を実現するために自然言語処理部とシミュレーション処理部の間の矛盾検出器を構築した.提案手法を評価するため,実際に実施された大学入試センター模試を対象に答案を作成し,100点満点中39点(偏差値48.3)という結果を得た.平成24年度では,物理の試験問題,特に質点の運動に関する力学の問題に解答するためのシミュレーション環境の整備,および自然言語理解に基づくシミュレーションモデルの変換プロセスを開発した.力学の問題回答には,物体,バネ,ひもの位置や長さ,複数物体間の配置関係などの様々な機械要素の状態を理解する必要があるため,自然言語で記述された構成要素間の関係を,Modelicaと呼ばれる機械システムの設計記法に変換し,三次元シミュレータ上での力学シミュレーションを実行可能とする手法を開発した.具体的には物理現象・状態を表現する自然言語を論理式に変換する独自の規則を定義し,回答として答えるべき物理量を指定することで,回答に必要な演算を自動的に生成するアルゴリズムを考案した.さらに,自然言語の解釈に曖昧性があり,三次元的な機械要素の配置関係や物理的制約条件等が確定できない状況にしばしば遭遇することになるため,全ての解釈の可能性を列挙し,シミュレーションを実施することで問題文に記載されている内容との矛盾を検出し,妥当な候補だけを解釈として選択するような曖昧性解消手法を確立した.シミュレーションの結果は,物理的状況を説明する全ての状態変数の時系列情報であるため,その中から問題が問うている情報を抽出するために,自然言語表現と数値演算処理の対応関係を定義した.最終的にこれらの要素を結合し,物理の問題を解くための基盤システムが有効に働くことを検証した.平成24年度の当初の計画は,自然言語で記述された物理の試験問題を,物理シミュレータ上にモデルとして実装し,シミュレーションを実施しながら回答をする基盤システムを構築することであった.当初の予定通り,自然言語表現をModelica記法によるモデル表現に変換する基本モジュールを構築し,過去のセンター試験の力学の問題を対象として,8割程度の問題はシミュレータモデルに変換できる状態となった.また,予定通り曖昧性のある状況において,取り得る可能性を全て列挙し,その中から妥当なモデルを選択するための基盤システムも構築を完了した.なお,当初の予定では図の理解を一つの研究項目としていたが,これは本質的な問題ではないことが判明したため,図の理解ではなく,シミュレーションの結果すなわち物理的状況を説明する全ての状態変数の時系列情報から回答に必要な情報の抽出アルゴリズムを構築する計画に微修正し,実施した.平成25年度には以下の3点の項目を研究する(1)推論に基づく解析的な回答プロセスの確立:シミュレーションによる数値演算だけでなく,物理の公式を用いて解析的に回答するための推論システムの在り方を明確にし,それを実装する.(2)解答文章生成処理の確立:シミュレーション結果だけを出力とするのではなく,文章による回答を出力とするための方法論を明確にする.(3)定性推論を参考としたシミュレーション技術の開発:数値的な精密なシミュレーションが困難な電磁場や熱力学の問題へ対応するため,定性推論を参考とした定性的なシミュレーション環境の実装方法を確立する自然言語処理と物理シミュレータを統合する必要があり,この2点をそれぞれ実装するために技術的な補佐員の雇用を行う.また,数値演算的アプローチと解析的なアプローチの統合を行うためのソフトウェア(Mathematica)を購入する
車載センサネットワークにおける微弱信号検出技術に関する研究

近年、適度な雑音によりシステムの応答を改善する、確率共鳴現象を用いた非線形信号処理が注目されている。これは、所望信号に雑音を加え、非線形場に通す信号処理手法である。本研究では、干渉信号を用いて確率共鳴現象を発生させ、微弱な信号を検出する手法を提案する(以後、「提案手法」と記載)。次に、提案手法における確率共鳴現象の発生メカニズムと、提案手法から得られる無線機の受信感度の向上効果を、数値解析から明らかにする。従来の手法である線形信号処理では,通信誤りの原因となる干渉信号は不要なものとして抑圧される。一方、提案手法で用いる非線形信号処理では、干渉信号を積極的に利用し信号検出性能の向上を図る。そのため提案手法は、従来手法と全く異なる通信性能向上へのアプローチである。また、提案手法では、確率共鳴現象により従来の手法では検出できない微弱な信号を検出できる。よって、提案手法は、近年注目されているIoT(Internet of Things)やウェアラブル通信など、次世代の通信システムで重要な要素技術となる可能性をもつ。今年度は、車載センサネットワークの通信感度向上を目的として、受信機の周辺に配置した端末から送られる干渉信号を用いた受信端末の感度向上手法について、振幅変調および位相変調での効果を検証した。理論解析及び数値計算から通信容量を評価した結果、干渉信号の存在により通信容量が増加していることがわかった。特に所望信号強度が極めて小さい場合において、干渉信号が無い場合では通信容量はほぼゼロとなり通信不能であるのに対し、干渉信号があると通信容量の大幅な増加が見られた。その結果、提案手法を用いることで、従来手法で検出できない微弱な信号を検出できることを明らかにした。今回検討したシステムの概略は次の通りである。Source端末からDestination端末へのデータ伝送を考える。Sourceの通信エリアはその端末を中心とした半径Dの円の内側であり、Destinationはその外側にあるとする。このとき、Sourceから送られる信号はDestinationで検出できる信号強度の下限よりも小さいため、DestinationではSourceからの信号uを検出できない。ここでは、Destinationの周辺にある複数の干渉信号送信端末からの信号vを用いて信号uを増幅し、Destinationの検出下限を下回る信号を検出する手法についてその効果を調べた。具体的には、振幅変調および位相変調での通信容量を評価した。理論解析及び数値計算から通信容量を評価した結果、干渉信号vの存在により通信容量が増加していることがわかった。特に所望信号強度が極めて小さい場合において、干渉信号vが無い場合では通信容量はほぼゼロとなり通信不能であるのに対し、干渉信号vがあると通信容量の大幅な増加が見られた。この結果は、干渉信号vにより「通信エリア」を拡大できることを示唆している。この結果は、2018年11月に開催された電子情報通信学会無線通信システム研究会にて報告されている。Received Signal Strength Indicator(RSSI)は無線通信端末での受信信号の強度を示す指標である。RSSIは、主に無線LANやBluetoothで、端末位置の測位や送信範囲の制御などの目的で利用されている。RSSIから得られる受信信号強度は、受信信号電圧をA/D変換することで得られる。そのためRSSIから得られる受信信号強度は離散値となり、その分解能はA/D変換器の性能に依存する。確率共鳴現象の応用例として、Dither法がある。Dither法は、ゆらぎを観測データに追加することで、誤差を周囲のデータに拡散し、推定精度を向上する手法である。通信分野では、これまでに、1bit A/D変換による多レベル信号の復調などが報告されており、RSSIを用いた測位技術においても、確率共鳴現象を用いることで高精度化が可能であると予想される。次年度は、RSSIを用いた測位技術を対象に、これまで検討してきた干渉信号を用いた確率共鳴現象により得られる、測位精度の向上効果を数値解析から明らかにする。また、数値解析を通して確率共鳴現象の発生メカニズムを明らかにする。

特に所望信号強度が極めて小さい場合において、干渉信号が無い場合では通信容量はほぼゼロとなり通信不能であるのに対し、干渉信号があると通信容量の大幅な増加が見られた。その結果、提案手法を用いることで、従来手法で検出できない微弱な信号を検出できることを明らかにした。今年度は、車載センサネットワークの通信感度向上を目的として、受信機の周辺に配置した端末から送られる干渉信号を用いた受信端末の感度向上手法について、振幅変調および位相変調での効果を検証した。今回検討したシステムの概略は次の通りである。Source端末からDestination端末へのデータ伝送を考える。Sourceの通信エリアはその端末を中心とした半径Dの円の内側であり、Destinationはその外側にあるとする。このとき、Sourceから送られる信号はDestinationで検出できる信号強度の下限よりも小さいため、DestinationではSourceからの信号uを検出できない。ここでは、Destinationの周辺にある複数の干渉信号送信端末からの信号vを用いて信号uを増幅し、Destinationの検出下限を下回る信号を検出する手法についてその効果を調べた。具体的には、振幅変調および位相変調での通信容量を評価した。理論解析及び数値計算から通信容量を評価した結果、干渉信号vの存在により通信容量が増加していることがわかった。特に所望信号強度が極めて小さい場合において、干渉信号vが無い場合では通信容量はほぼゼロとなり通信不能であるのに対し、干渉信号vがあると通信容量の大幅な増加が見られた。この結果は、干渉信号vにより「通信エリア」を拡大できることを示唆している。この結果は、2018年11月に開催された電子情報通信学会無線通信システム研究会にて報告されている。Received Signal Strength Indicator(RSSI)は無線通信端末での受信信号の強度を示す指標である。RSSIは、主に無線LANやBluetoothで、端末位置の測位や送信範囲の制御などの目的で利用されている。RSSIから得られる受信信号強度は、受信信号電圧をA/D変換することで得られる。そのためRSSIから得られる受信信号強度は離散値となり、その分解能はA/D変換器の性能に依存する。確率共鳴現象の応用例として、Dither法がある。Dither法は、ゆらぎを観測データに追加することで、誤差を周囲のデータに拡散し、推定精度を向上する手法である。通信分野では、これまでに、1bit A/D変換による多レベル信号の復調などが報告されており、RSSIを用いた測位技術においても、確率共鳴現象を用いることで高精度化が可能であると予想される。