hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学習障害とその近接領域における注意の障害に関する認知生理心理学的研究-心拍変動を中心として-

心拍に関する研究では、健常者を対象に主課題に捕捉トラッキングを、副課題にストループ課題を用いた二重課題を作成し、その難易度に対する主観的評定であるTLX得点と情緒的状態評価スケール、反応時間、事象関連電位P300振幅値と心拍変動性指標の感度の相違を作業時間の要因を含めて検討した。結果、心拍変動性指標(呼吸数に同期したRSA成分)では、難易度の直線的増大に対しU字型の変化を示す感度特性が示唆され、情緒的状態評価尺度と同様に精神的疲労様状態を反映し時間経過とともに変化が増強されるのに対し、TLXとP300はむしろ難易度に応じた変化でかつ時間経過の影響が少ないことが示唆された。この点から、心拍変動性指標は課題操作の物理的側面よりも、間接的な情緒的変化の把握に向いていることが確認された(Shinoda et.al.1996)。次に、被験者群として、当初予定していた、学習障害児群の確保が困難であったことから、同様な注意の困難さを有する精神遅滞者群と健常者群を用いて、捕捉トラッキング課題のみのシングル課題下で、事象関連電位と反応精度について検討を行った。なお実験装置の制約上心拍の測定を含めることはできなかった。捕捉トラッキング課題の難易度を変えて、協調運動能力と脳内運動準備過程について検討を行った結果、精神遅滞者群では健常者群に比べ、課題開始に関わる準備電位の立ち上がりが遅れ、反応後の陽性成分も安定しないことから、早期の準備性、反応出力とも不安定なことが示唆された。個々の例では、前者が比較的良好であり、協調運動能力の訓練によっては、準備性あるいは一過性の注意能力の改善が期待される可能性のある者もいた。このような検討を通して、注意の困難さに関わるサブタイプみるさい、Inattentive typeではERP各成分が、Compulsive typeでは心拍変動性指標が有効な指標となりうるのではないかと考えられた。
膵液中に存在する補体関連蛋白の意義とその膵疾患診断への臨床応用に関する研究

膵外分泌液中には、分泌型IgAが存在し、膵局所における免疫学的防御機構において中心的役割を担っていることが知られている。しかし、我々は、分泌型IgAのみならず、膵液中には多量の補体成分が存在し、IgAとともに局所免疫機構を構成していることを見出した。たとえば、ヒト膵液中のC3量は10-60μg/mlにも及ぶ。また、その他の補体成分C4やfactorBの存在も確認している。これらの、補体成分の産生部位を確認する目的で、さまざまの膵癌細胞株を用いて検討した。その結果、導管由来の膵癌細胞株のほとんどが補体成分を産生分泌しているが、腺房細胞由来の細胞株からの産生は確認されなかった。さらに、これらの補体成分の産生はIL-1β、TNF-α、IFN-γなどの炎症性サイトカインにより制御されている。即ちこれらの補体成分の産生は、膵局所の炎症に伴って、炎症細胞や間質の細胞から産生されるサイトカインにより巧妙に制御されている。すなわち、膵液中の補体成分の量的変化を検討することで、膵実質内の炎症の度合いを推測できる可能性が示唆される。我々はこれらの知見を確認するために、in situ hybridization(ISH)を施行した。膵組織におけるISHは非常に困難だが、これまでの結果では膵導管細胞に補体成分のmRNAを確認している。さらに、慢性膵炎などの組織と正常組織の比較では、慢性膵炎組織において補体成分mRNAの発現が増強している傾向を得ている。膵液中の補体成分の病変との関連についても検討中だが、慢性膵炎患者では膵液中補体成分の量が高い傾向があるものの、明らかな有意差を得るまでには至っていない。今後、さらに症例を重ねて、検討する余地が残されている。本年度は、膵管上皮細胞株(PANC-1、MIA PaCa-2)を用いて、膵管上皮細胞からの補体成分(C3,C4,factorB)の産生のサイトカイン制御について主に検討した。我々の検討によると、C3とfactorB産生は、IL-1β、IL-6、TNF-αにより誘導され、C4はIFN-γにより誘導されることが明かとなった。さらに、IL-4はこれらの補体産生に対して抑制的に作用することも明かとなった。一方、補体活性化制御因子decay-accelerating factor(DAF)の膵管上皮細胞における発現の制御機能の基礎的検討を実施した。即ち、DAFの発現は、DAFのペプチド部位の発現とGPIアンカー部位の発現により規定されているが、これらの蛋白(DAF、GPIアンカー律速酵素PIG-A)発現のサイトカイン制御について検討したところ、次のことが明かとなった。膵管上皮細胞において、IL-4やTNF-αがDAFの発現を強く誘導したが、IL-4はDAFペプチドの発現は誘導するがPIG-Aの発現には影響をあたえない。しかしTNF-αはDAFペプチドおよびPIG-αの両者の発現を遺伝子レベルで強く誘導した。この結果は、GPIアンカー蛋白の発現制御機構の複雑性を示す初めての知見であり興味深い。おそらく、膵炎において、DAFの発現は複雑の分子レベルの制御を受けているのと考えられる。今回得られた知見をもとに、本年度(平成10年度)に計画している臨床材料を用いた検討にすすみたい。一方、DAF遺伝子欠損マウス(KOマウス)の作成を試みている。現在までにおDAF遺伝子の片方に変異を導入したES細胞を樹立し研究中である。ただ、基礎的検討の段階であるが、DAF遺伝子のKOは、致死的となる可能性があり、この点のさらなる検討が必要と考えられる。

GPIアンカー合成酵素PIG-Aに対するポリクローナル抗体の作成に成功しており、平成10年度では、蛋白レベルの解析がさらに可能となるものと考えられる。平成9年度に明らかにしてきた膵管上皮細胞(P ANC-1、MIA PaCa-2)における補体制御蛋白DAFの発現がIL-4やTNF-αにより誘導される知見を、本年度では、慢性膵炎や膵癌患者の病変粘膜において検討した。即ち、炎症や癌の惹起された病変粘膜ではDAFの発現が亢進しているであろうことが予測されたため、患者さんの同意のもと外科的手術時にえられた組織材料をもちいて、DAF mRNAの発現とDAF蛋白の発現について検討した。組織材料よりAGPC法によりtotal RNAを抽出し、RT-PCR法によりDAF mRNAの発現を正常粘膜と病変粘膜で比較したところ、明らかに病変粘膜でDAF mRNAの発現亢進が認められた。また、免疫組織化学的検討でも,慢性膵炎および癌組織におけるDAF蛋白の発現の亢進が確認された。即ち、正常組織では、DAF蛋白発現は非常に弱く殆ど認められなかったが、慢性膵炎や癌組織ではDAF蛋白発現が膵導管の管腔側で著明に亢進していた。さらに、ジオキシゲニンで標識したcRNAprobeを用いたin situ hybridization法による検討では、DAF mRNAの発現は導管のみならず腺房細胞細胞にも確認された。これらの知見は、慢性膵炎や膵癌にDAFの発現誘導機構の異常が関与していることを示した初の知見であり、さらに我々のin vitroで得られた知見であるIL-4やTNF-αに関する検討を加えることにより、今後、膵疾患診断への臨床応用にむけ検討を加える予定である。膵外分泌液中には、分泌型IgAが存在し、膵局所における免疫学的防御機構において中心的役割を担っていることが知られている。しかし、我々は、分泌型IgAのみならず、膵液中には多量の補体成分が存在し、IgAとともに局所免疫機構を構成していることを見出した。たとえば、ヒト膵液中のC3量は10-60μg/mlにも及ぶ。また、その他の補体成分C4やfactorBの存在も確認している。これらの、補体成分の産生部位を確認する目的で、さまざまの膵癌細胞株を用いて検討した。その結果、導管由来の膵癌細胞株のほとんどが補体成分を産生分泌しているが、腺房細胞由来の細胞株からの産生は確認されなかった。さらに、これらの補体成分の産生はIL-1β、TNF-α、IFN-γなどの炎症性サイトカインにより制御されている。即ちこれらの補体成分の産生は、膵局所の炎症に伴って、炎症細胞や間質の細胞から産生されるサイトカインにより巧妙に制御されている。すなわち、膵液中の補体成分の量的変化を検討することで、膵実質内の炎症の度合いを推測できる可能性が示唆される。我々はこれらの知見を確認するために、in situ hybridization(ISH)を施行した。膵組織におけるISHは非常に困難だが、これまでの結果では膵導管細胞に補体成分のmRNAを確認している。さらに、慢性膵炎などの組織と正常組織の比較では、慢性膵炎組織において補体成分mRNAの発現が増強している傾向を得ている。膵液中の補体成分の病変との関連についても検討中だが、慢性膵炎患者では膵液中補体成分の量が高い傾向があるものの、明らかな有意差を得るまでには至っていない。今後、さらに症例を重ねて、検討する余地が残されている。
北極振動と南極振動の「メタ・テレコネクション」～両半球をつなぐ航路は何か～

北極振動は北半球で最も卓越する変動で,日本などの北半球の広い範囲の異常気象に影響する.例えば,当時における観測史上最高の猛暑となった2010年猛暑と北極振動の関係を示した研究(Otomi, Tachibana, Nakamura, 2012, Climate Dynamics).また,北極海氷減少と北半球の厳冬傾向が北極振動と関係する研究(Nakamura Yamazaki Honda et al., 2015, JGR).よって,北極振動の予測は経済社会的な観点からも危急の課題である.一方,南半球には南極振動があり,これはオゾンホールと強い関連があり,地球環境にきわめて重要である.北極と南極は地理学的に互い最も遠くに位置していることから,北極振動と南極振動の共変の存在を調べた研究は無かった.本研究は地球上で最も離れた両極が,同期して変動しているのでは?とする仮説を「メタ・テレコネクション」と呼称し,今年度は以下を実施した.JRA55再解析を用いた解析とAGCMの解析を行った.2月と10月に北極振動と南極振動に有意な正相関が見られ,お互いシンクロしている.このシンクロと熱帯SSTとの関係はほぼ無かったことと,SSTを気候値に固定したAGCMでもシンクロが見られたことにより,SST駆動では無い.我々は,片方の極で発生するSSWに伴う成層圏子午面循環が,熱帯の対流活動の強弱を介し,それがさらに反対の極へ遠隔的に影響を及ぼすプロセスがシンクロの原因の一つの候補と考える.北極振動は北半球で最も卓越する変動で,日本などの北半球の広い範囲の異常気象に影響する.例えば,2010年の観測史上最高の猛暑と北極振動の関係.また,例えば,2015年2月には中東でも積雪が観測されたように,近年の温暖化に反する北半球の厳冬傾向が北極振動との関係.よって,北極振動の予測は経済社会的な観点からも危急の課題である.一方,南半球には南極振動があり,これはオゾンホールと強い関連があり,地球環境にきわめて重要である.北極振動と南極振動の同期した変動の存在については,これまで誰も挑戦してこなかった.一方,遠隔地の気象が連動することは,テレコネクションとして知られているが,研究は半球内に限定した議論に留まっている.本研究は地球上で最も離れた両極が,同期して変動しているのでは?とする仮説を「メタ・テレコネクション」と呼称し,今年度は以下を実施した.全球観測データと大気大循環モデルの統計解析・力学診断から「メタ・テレコネクション」の有無の調査過去数十年の全球グリッド大気観測データ(再解析データ)を用いて北極振動と南極振動の「メタ・テレコネクション」の存在の有無の確認をした.再解析データに適用する高度な統計解析や因果関係を補強する力学的診断を実施した.この種の研究では冬に特化した研究が多いが,本研究では全ての季節について調査した.同様の解析を大気大循環モデルを用いて調査した.その結果,南極振動と北極振動には統計的に有意な関係が複数の月に存在することを示すことができた.全球観測データの統計解析・力学診断から「メタ・テレコネクション」の有無の調査を実施することが今年度の主たる目標であった.「研究実績の概要」に記述したように,両者には何らかの関係があることを示すことができた.これは当初の予想通りの結果であった.北極振動は北半球で最も卓越する変動で,日本などの北半球の広い範囲の異常気象に影響する.例えば,2010年の観測史上最高の猛暑と北極振動の関係.また,例えば,2015年2月には中東でも積雪が観測されたように,近年の温暖化に反する北半球の厳冬傾向が北極振動との関係.よって,北極振動の予測は経済社会的な観点からも危急の課題である.一方,南半球には南極振動があり,これはオゾンホールと強い関連があり,地球環境にきわめて重要である.北極振動と南極振動の同期した変動の存在については,これまで誰も挑戦してこなかった.一方,遠隔地の気象が連動することは,テレコネクションとして知られているが,研究は半球内に限定した議論に留まっている.本研究は地球上で最も離れた両極が,同期して変動しているのでは?とする仮説を「メタ・テレコネクション」と呼称し,今年度は以下を実施した.研究分担者と複数回の研究打ち合わせを行い,全球観測データと大気大循環モデルの統計解析・力学診断から「メタ・テレコネクション」の有無の調査を過去数十年の全球グリッド大気観測データ(再解析データ)を用いて北極振動と南極振動の「メタ・テレコネクション」の存在の有無を確認した.また,関連性についての季節依存性についても調査した.さらに,なぜ両者に関係が存在するのかについて,議論を行った.関係が深い時代と関係が薄い時代が存在することを見いだすことができた.さらに,これら成果を基に,共同での論文執筆作業に着手した.全球観測データの統計解析・力学診断から「メタ・テレコネクション」の有無の調査を実施し,論文執筆が今年度の主たる目標であった.「研究実績の概要」に記述したように,両者の関係について論文執筆に着手した.

これは当初の予想通りの結果であった北極振動は北半球で最も卓越する変動で,日本などの北半球の広い範囲の異常気象に影響する.例えば,当時における観測史上最高の猛暑となった2010年猛暑と北極振動の関係を示した研究(Otomi, Tachibana, Nakamura, 2012, Climate Dynamics).また,北極海氷減少と北半球の厳冬傾向が北極振動と関係する研究(Nakamura Yamazaki Honda et al., 2015, JGR).よって,北極振動の予測は経済社会的な観点からも危急の課題である.一方,南半球には南極振動があり,これはオゾンホールと強い関連があり,地球環境にきわめて重要である.北極と南極は地理学的に互い最も遠くに位置していることから,北極振動と南極振動の共変の存在を調べた研究は無かった.本研究は地球上で最も離れた両極が,同期して変動しているのでは?とする仮説を「メタ・テレコネクション」と呼称し,今年度は以下を実施した.JRA55再解析を用いた解析とAGCMの解析を行った.2月と10月に北極振動と南極振動に有意な正相関が見られ,お互いシンクロしている.このシンクロと熱帯SSTとの関係はほぼ無かったことと,SSTを気候値に固定したAGCMでもシンクロが見られたことにより,SST駆動では無い.我々は,片方の極で発生するSSWに伴う成層圏子午面循環が,熱帯の対流活動の強弱を介し,それがさらに反対の極へ遠隔的に影響を及ぼすプロセスがシンクロの原因の一つの候補と考える.1)観測事実・大気大循環モデル・気候モデルを用い「メタ・テレコネクション」の真偽の調査を引き続き行う:観測データに「メタ・テレコネクション」のシグナルがあったとしても,たまたま偶然,それがおこった可能性を否めない.大気大循環モデルを用いて,両半球をつなぐ航路(プロセス)の解明と共に「メタ・テレコネクション」の存在事由を固める.2)地球上の最遠隔地である両極の大気がなぜテレコネクト(連動)するのか?それらをつなぐ「航路(プロセス)」の特定への挑戦を行う.申請者らは大きく分けて以下の二つの航路(成層圏・海洋)の存在を睨んでいる.以下,各々の可能性について記述する.A)成層圏:一般に波動現象はそのソース領域の情報やエネルギーを遠隔まで伝達することができる.地球の自転を感じる大気の大規模な波動は,西風の中でのみ伝播する性質がある.秋(910月頃)は,北半球も南半球も共に成層圏では西風が吹くため,両極の影響が波動を介して赤道を越えて,もう一方の極へ情報を伝達することが可能である.従って成層圏で全球的に西風が吹く秋が両極をつなぐ窓口となる可能性がある.B)海洋:地球を半球規模で覆う太平洋の海水温には,北半球中緯度と南半球を含む太平洋全体で10年規模のスケールで変動していることが知られている.一方,この10年規模の海水温の変動が中緯度太平洋上の大気の高低気圧の変動と双方向に影響を及ぼしあっていることも知られている.また中緯度の高低気圧の束は北極振動や南極振動の変動に影響を及ぼす.従って,太平洋の海水面温度の10年規模の変動が,北極振動と南極振動をつなぐ架け橋となっている可能性がある.1)観測事実・大気大循環モデル・気候モデルを用い「メタ・テレコネクション」の真偽の調査を引き続き行う:観測データに「メタ・テレコネクション」のシグナルがあったとしても,たまたま偶然,それがおこった可能性を否めない.大気大循環モデルを用いて,両半球をつなぐ航路(プロセス)の解明と共に「メタ・テレコネクション」の存在事由を固める.2)地球上の最遠隔地である両極の大気がなぜテレコネクト(連動)するのか?それらをつなぐ「航路(プロセス)」の特定への挑戦を行う.
鉱物における非晶質化の新しいメカニズム

フィンランド産クリノゾイサイト(緑簾石族鉱物)の研究で発見した放射性元素に起因しない結晶性の低下(Nagashima et al. 2011)は,結晶質物質の新しい非晶質化作用の存在を示唆するが,その原因やメカニズムは未解明である.本申請課題は「放射性元素に起因しない原子配列の乱れを引き起こす原因は?」という問いに対する答えを詳細な観察や精密な解析で把握した実態に基づいて見出すことを目的に進めている。平成30年度は,主にラマン分光法を用いた短周期原子配列の評価を実施した。評価に用いた試料は次の4つに分類される;1)フィンランド産含Cr+Vクリノゾイサイト,2)合成Al-V3+系クリノゾイサイト(= mukhinite), 3)天然Al-Fe3+系緑簾石(4試料),4)放射性元素によりメタミクト化した褐簾石(2試料)。また,mukhinite(試料2)の合成実験結果および生成物を用いた結晶化学的研究を国際誌に公表し,これまで未解明であった緑簾石族鉱物中のV3+の挙動や結晶構造への影響を明らかにした(Nagashima et al. 2019)。なお,これはmukhiniteの世界初の合成例である。X線単結晶構造解析を用いた結晶化学的検討の結果,長周期原子配列という観点から合成mukhiniteは結晶質と結論されるが,本プロジェクトで得られた同試料のラマンスペクトルの詳細な解析で,既知の緑簾石鉱物では観察されない半値幅の大きなピークが100 cm-1付近に出現し,さらにO-H stretching modeにおいても既知のO10-H...O4結合に属さないピークが複数みられることが確認された。これらの事実は,格子欠陥や原子配列の周期性の低下などの短周期配列の乱れの存在を示しており,フィンランド産クリノゾイサイトにも含まれるバナジウムに起因すると考えられる。平成30年度は,ラマン分光分析を用いた短周期原子配列の評価を集中的に行い,試料の性状の理解が大いに進んだ。また,フィンランド産天然試料で未知現象の解明に重要な役割を果たすであろうmukhiniteの合成成功と実験生成物を用いた結晶化学的な研究の成果を国際誌に公表することができたことも重要である(Nagashima et al. 2019)。平成30年度のラマン分光分析結果,および合成mukhiniteの研究総括は,今後実施する天然および合成物質を用いた長周期原子配列の評価,合成物質を用いた低結晶化再現実験への重要な役割を果たす。フィンランド産含Cr+Vクリノゾイサイトで見られる結晶性の低下,合成mukhiniteのラマンスペクトルによって示唆された格子欠陥の存在や周期性の低下,放射性元素に起因する典型的なメタミクト化を示す褐簾石でみられる現象の共通点と相違点の把握に努める。また合成物質を用いた低結晶化再現実験に着手するため,平成31年度は2成分系Al-Cr系, Al-V系クリノゾイサイトの安定領域や不混和領域に関する検討のために合成実験を計画する。

平成30年度のラマン分光分析結果,および合成mukhiniteの研究総括は,今後実施する天然および合成物質を用いた長周期原子配列の評価,合成物質を用いた低結晶化再現実験への重要な役割を果たす。フィンランド産含Cr+Vクリノゾイサイトで見られる結晶性の低下,合成mukhiniteのラマンスペクトルによって示唆された格子欠陥の存在や周期性の低下,放射性元素に起因する典型的なメタミクト化を示す褐簾石でみられる現象の共通点と相違点の把握に努める。また合成物質を用いた低結晶化再現実験に着手するため,平成31年度は2成分系Al-Cr系, Al-V系クリノゾイサイトの安定領域や不混和領域に関する検討のために合成実験を計画する。
C_<60>の化学変換-新しい電子的性質をもつフラーレン誘導体の合成

(1)エン反応を用いるC_<60>のフェノール誘導体の合成:C_<60>と4-アリルフェノール誘導体との超高圧下(12000気圧)におけるエン反応を用いて合成された1:1付加体を酸処理すると、飽和5員環の縮環した、全く新しいC_<60>誘導体に変換されることを見いだした。これは、C_<60>核上のメチン水素の高い酸性に基づく、オレフィン部の分子内環化によるものであることが明らかとなった。(2)アセチレン結合をもつC_<60>およびその陰イオンの合成と反応:アセチレン炭素がC_<60>核に直接結合した、種々の誘導体の合成法を確立した。またこれらから導かれる安定な炭素陰イオンについて、その性質および化学反応性を明らかにした。特にトリメチルシリルエチニル誘導体の場合、F^-イオンを用いて脱シリル化するとプロトン移動により、容易にニチニルC_<60>^-陰イオンを生じる簡便な陰イオン発生法を見いだした。(3)RC_<60>^-陰イオンと安定炭素陽イオンとの反応:RC_<60>^-陰イオン(R=t-Bu,-C≡C-C_6H_<13>)と無置換ならびに1,4-ジシクロプロピルートロピリウムイオンとの反応を行ない、反応の位置選択性が陰イオンの立体因子により大きく支配されることを見いだした。また、共有結合性の生成物が溶媒極性に応じてイオン解離反応を起こすことを明らかにした。(4)C_<60>とヒュッケル系炭素陰イオンとの反応:C_<60>とフルオレニル(Fl)、インデニル、およびシクロペンタジエニル陰イオンとの反応を行ない、特にFl^-との反応では、反応条件により、極めて例の少ない1,4-付加反応が起こることを見いだした。なお、これらの反応により新しく得られたC_<60>誘導体については、CV法により酸化還元特性を検討し、半経験的分子軌道法による理論計算に基づいて結果を解析した。
イオンを含む粒子の質量分析法と発光分光時空分解法によるプロセスプラズマの同時診断

本研究の目的は、イオンの計数が可能な質量分析法と発光分光時空分解法を組み合わせたプラズマ診断装置でプロセスプラズマを同時診断する方法を開発することであり、得られた成果を以下にまとめる。(1)構築した診断装置の性能は次のとおりである。時空分解分光法:時間分解能・・・5ns,位置分解能・・・0.1mm,質量分析法:1100u接地電極に設けたオリフィスからプラズマ質量分析管は、を介して(2) (1)の装置を用いて、N_2RFプラズマの特性をおもに電源周波数依存性から調査した。分光診断装置によって、RFプラズマ中の1st negative bandと2nd positive bandの発光を検出し、それぞれの時空間分解された発光プロファイルから発光のもととなるB^2Σ_u^+とC^3II_u.の励起分子数密度の時空間分解プロファイルをクエンチング圧力と衝突脱励起係数のデ-タを与えて導出した。同時に、接地電極に入射する正イオンの種類を同定して検出した。その結果、0.11.5MHzでは、正イオンによる電極での二次電離(γ)作用が放電維持に主な役割を担っていることがわかった。また、10MHzを越える周波数では、シ-スとバルクの境界近傍の空間電荷電界によってダブルレ-ヤ-が出現して電子による電離(α)作用が放電維持において主要な役割を担い、1.510MHzではγ作用、α作用両方の作用が見られた。(3)同時に行っている13.56MHzにおけるモデリング結果と(2)の診断結果との比較の結果、電子衝突によってB^2Σ_u^+とC^3II_u,へ励起するそれぞれの励起分子数密度のプロファイルと発光プロファイルからB^2Σ_u^+とC^3II^uの励起分子数密度を推定したものと定性的に一致することがわかった。モデリング結果においても、ダブルレ-ヤ-が出現していた。(4)質量分析法を加えることによって複眼的にN_2RFプラズマの特性を理解することができた。今後この方法による各種プロセスへの診断が可能となり、多くの成果が期待できる。本研究の目的は、質量分析法と発光分光時空分解法を組み合わせたプラズマ診断装置でプロセスプラズマを同時診断することであり,今年度はそれぞれの診断装置の構築とそれによる予備的な実験を行う計画を立てた。以下にその結果をまとめる。(1)1段目のイメージインテンシファイアのスイッチング回路を更新して、発光分光時空分解法の時間分解能をこれまでの50nsから5nsとすると同時に,それにともなうデータの取得タイミングの再構築とソフトウェアの改良を行った。また,計算機システムの更新と周辺装置の整備,マッチング回路の追加などによって,0.120MHzのプラズマの診断が可能になった。(2)GP-IBデジタルバスを利用した計算機をコントローラとする質量分析システムが完成した。プラズマリアクタと分析室の間に設置するオリフィスの製作,試行を繰り返して構造を決め,プラズマリアクタと分析室の間の差圧特性を把握して,最終的にφ0.15と0.2mmの2種類のオリフィスを作り上げた。

(3)主に窒素RFプラズマを対象にして,B^2Σu^+,C^3ΠuのN_2^+とN_2のスペクトラムの時空分解発光プロファイルから発光の種となっているそれぞれの励起分子数密度プロファイルと接地電極に入射するN^+,N_2^+イオンの電源周波数依存性からプラズマ構造の解析を行った。以上,予定していた1年目の研究計画は達成できた。現在は別々のリアクタを用いて診断を行っているが,質量分析法と発光分光時空分解法の同時診断ができるよう装置の改良を進めて,各種プロセスプラズマ特性の解析をすることが2年目の課題である。本研究の目的は、質量分析法と発光分光時空分解法を組み合わせたプラズマ診断装置でプロセスプラズマを同時診断することであり、昨年度の成果をベースにして行って得られた今年度の成果を以下にまとめる。(1)構築した診断装置の性能は次のとおりである。時空分解分光法:時間分解能・・・5ns,位置分解能・・・0.1mm,質量分析法:1100u(2) (1)の装置を用いて、N_2RFプラズマの特性をおもに電源周波数依存性から調査した。分光診断装置によって、RFプラズマ中の1st negative bandと2nd positive bandの発光を検出し、それぞれの時空間分解された発光プロファイルから発光のもととなるB^2Σ_u^+とC^3II_uの励起分子数密度の時空間分解プロファイルをクエンチング圧力と衝突脱励起係数のデータを与えて導出した。同時に、接地電極に入射する正イオンの種類を同定して検出した。その結果、0.11.5MHzでは、正イオンによる電極での二次電離(γ)作用が放電維持に主な役割を担っていることがわかった。また、10MHzを越える周波数では、シースとバルクの境界近傍の空間電荷電界によってダブルレーヤーが出現して電子による電離(α)作用が放電維持において主要な役割を担い、1.510MHzではγ作用、α作用両方の作用が見られた。(3)同時に行っている13.56MHzにおけるモデリング結果と(2)の診断結果との比較の結果、電子衝突によってB^2Σ_u^+とC^3II_uへ励起するそれぞれの励起分子数密度のプロファイルと発光プロファイルからB^2Σ_u^1とC^3II_uの励起分子数密度を推定したものと定性的に一致することがわかった。モデリング結果においても、ダブルレーヤーが出現していた。(4)質量分析法を加えることによって複眼的にN_2RFプラズマの特性を理解することができた。今後この方法による各種プロセスへの診断が可能となり、多くの成果が期待できる。
聴覚フィードバックの手法を用いた外国語産出の実証的研究

研究目的本研究では、言語産出の場合に、聴覚フィードバックの手法によって、発話の処理が阻害されるかどうかを、実証的研究により明らかにする。研究テーマ(1)200ミリ秒という時間的な遅延の違いにより、発話がどのような言語上の影響をうけるのか、(2)聴覚的遅延フィードバックによる効果は、言語行動と脳内処理の両面で見られる現象であるのか。具体的な研究内容産出したデータを録音し、産出時間を音声ソフトにより分析した。更に、産出時に近赤外分光法による脳内の酸化ヘモグロビンと脱酸化ヘモグロビンの濃度変化を測定し、発話音声の変化した箇所との整合性を検討した。40ミリ秒をサンプリング時間とした。主な研究テーマは、次の通りであった。(1)200ミリ秒の時間遅延の際に、2種類の母音長(短母音・長母音)を含む文章のどちらで、聴覚的遅延フィードバックによる影響が現れるか、(2)該当する単語レベルと文章レベルの両方において、聴覚的遅延フィードバックによる影響が現れるか。(3)聴覚的遅延フィードバックと、遅延のない自然フィードバックにおいて、違いは現れるか。主な実験結果(1)単語レベルではなく、文レベルで、聴覚的遅延フィードバック効果が見られ、自然フィードバックと比較して、発話時間がのびた。(2)200ミリ秒の音響的遅延フィードバックの場合、長母音の方が短母音と比べ、酸素が多く消費された(deOxyHb)。発話開始時点から160ミリ秒にピークがあった。(3)母音伸長する際に、酸素供給(OxyHb)が多くなされることが判明した。そのピークは、母音伸長開始時点から100ミリ秒であった。(4)左半球ブローカ領域とその右半球相当部位で、発話成分が検出された。これは、自然フィードバックでも生じた。deOxyHb成分において、特にBA44において発話開始時点になって酸素消費量が増加することが確認された。本研究の意義脳機能イメージングにおいて、言語発話実験は極めて少ない。口・あごの動きによるノイズが多く発生するからである。本研究により、時間的精度の高い言語発話データが近赤外分光法により収集され、早期の発話反応が明らかになり、音素の違いによって、酸素交換の仕方が異なることが示された。研究目的(2年間)本研究では、脆弱な言語システムを有する話者(第二言語学習者)の場合は、モニターへの依存性が高いというBorden(1979,1980)の仮説が正しいのかを、実証的研究より証明する。さまざまな聴覚フィードバックの手法を用いながら、外国語習得の臨界期を越えた外国語学習者を対象に,母語話者と比較しながら、どのように発話処理が阻害されるのかを検証する。研究テーマ(2年間)(1)100ミリ秒、200ミリ秒、300ミリ秒という時間遅延の違いにより、外国語学習者の発話がどのような言語上の影響をうけるのか、(2)聴覚的遅延フィードバックによる効果は、被験者の第一言語と外国語の間で差異が見られるのか、(3)どのようなタイプのフィードバックが、発話に最も彰響を及ぼすのか、(4)どのような言語上の要素が、発話に最も影響を及ぼすのか。平成16年度の具体的な研究内容平成16年度は、外国語産出のデータを分折するにあたり、ベースラインとして母語話者の産出データを収集・分析した。産出時間を音声ソフトにより分析し、更に、産出時に近赤外分光法による脳内の酸化ヘモグロビンと脱酸化ヘモグロビンの濃度変化を測定し、発話音声の変化した箇所との整合性を検討した。(1)200ミリ秒の時間遅延の際に、2種類の母音長(短母音・長母音)を含む文章のどちらで、聴覚的遅延フィードバックによる影響が現れるか、(2)200ミリ秒の時間遅延の際に2種類のアクセント(下降調・平板調)を含む文章のどちらで、聴覚的遅延フィードバックによる産出への影響が現れるか、主な実験結果・200ミリ砂の音響的遅延フィードバックの場合、長母音の方が短母音と比べ、多くの酸素供給がされることが判明した。一方、酸素消費は、さほど変動が比較的少なかった。・自然フィードバックと比べ、遅延フィードバックでは、ブローカ領域で発話開始時点から数秒後に酸素供給が増加した。・ブローカ領域で、発話前の発話準備成分が検出された。この成分は、特に右半球において発話開始時点になって初めて酸素供給が増加することから確認された。・アクセントによる遅延フィードバックでは、下降調の方が平板調と比べ、酸素供給が増した。今後の研究予定以上の結果は、被験者数が少ない段階のものであり、人数を増やす必要がある。また、周波数変換フィードバックによる産出への影響度に関する詳細な分析を現在行っている。平成16年度で分析した母語話者の産出結果と比較するために、平成17年度は、外国語学習者を対象に音響的遅延フィードバックと周波数変換フィードバックの影響を検討する予定である。具体的な研究内容

産出したデータを録音し、産出時間を音声ソフトにより分析した。更に、産出時に近赤外分光法による脳内の酸化ヘモグロビンと脱酸化ヘモグロビンの濃度変化を測定し、発話音声の変化した箇所との整合性を検討した。40ミリ秒をサンプリング時間とした。主な研究テーマは、次の通りであった。(1)200ミリ秒の時間遅延の際に、2種類の母音長(短母音・長母音)を含む文章のどちらで、聴覚的遅延フィードバックによる影響が現れるか、(2)該当する単語レベルと文章レベルの両方において、聴覚的遅延フィードバックによる影響が現れるか。(3)聴覚的遅延フィードバックと、遅延のない自然フィードバックにおいて、違いは現れるか。主な実験結果(1)単語レベルではなく、文レベルで、聴覚的遅延フィードバック効果が見られ、自然フィードバックと比較して、発話時間がのびた。(2)200ミリ秒の音響的遅延フィードバックの場合、長母音の方が短母音と比べ、酸素が多く消費された(deOxyHb)。発話開始時点から160ミリ秒にピークがあった。(3)母音伸長する際に、酸素供給(OxyHb)が多くなされることが判明した。そのピークは、母音伸長開始時点から100ミリ秒であった。(4)左半球ブローカ領域とその右半球相当部位で、発話成分が検出された。これは、自然フィードバックでも生じた。deOxyHb成分において、特にBA44において発話開始時点になって酸素消費量が増加することが確認された。本研究の意義脳機能イメージングにおいて、言語発話実験は極めて少ない。口・あごの動きによるノイズが多く発生するからである。本研究により、時間的精度の高い言語発話データが近赤外分光法により収集され、早期の発話反応が明らかになり、音素の違いによって、酸素交換の仕方が異なることが示された。
低温高圧力下における物性測定

本年度は3d遷移金属カルコゲナイド化合物Cu_<1+x>Co_<2-x>S_4(x=0.5)における超伝導転移温度の圧力効果を^3He温度においてAC,DC帯磁率、及び電気伝導測定によって研究した。15Kbarまで発生できるクランプ型圧力セルをトップロ-デング型^3Heクライオスタットを使用し0.5Kまで冷却し測定を行った。超伝導転移温度の圧力効果Cu_<1.5>Co_<1.5>S_4の超伝導転移(T_c)は常圧で4.05Kで観測された。加圧した場合、この超伝導転移温度は圧力増加と共に低温側にシフトする。その圧力変化率はdT_c/dP=-0.038±0.004(K/kbar)である。常圧で転移の幅は10%90%までの変化で0.1K程度である。反強磁性転移温度の圧力効果帯磁率の圧力変化から求めた反強磁性転移温度(T_N)は、超伝導転移温度の圧力効果とは反対に、圧力を加えていくと高温側にずれる。その圧力変化率dT_N/dP=+0.075(K/kbar)である。帯磁率はキュリー・ワイス則に従いワイス温度も圧力と共に増加している傾向が観測された。つまりCuイオン間の反強磁性相互作用が増加している事を示している。電気抵抗の圧力変化超伝導転移が起きない範囲の低温領域で電気抵抗はρ=ρ_0+AT^2のような温度変化を示す。ρ_0は圧力増加と共に増加するがAは変化せずA=0.091±0.002(μΩcm/K^2)であり、フェルミ面の状態密度が変化しないことを示していると考えられる。
3量体G蛋白質におけるGiαサブユニットの活性制御機構の構造学的研究

LGN(677アミノ酸)はC末端側に4つのGoLocoモチーフをもつGiα結合蛋白質であり、細胞分裂時における細胞の非対称性の維持や染色体分離に関与する。本研究では、GDPが結合した。GiαとLGNあるいはGoLocoモチーフとの複合体のX線結晶構造解析を行い、GoLocoモチーフによるGiαの認識およびGDI活性の分子メカニズムを明らかにすること、およびLGNの構造解析を行ってLGNの構造と機能の関係について考察することを目的とした。ヒト由来のLGN全長蛋白質とGoloco断片の大腸菌による発現、蛋白質精製法を確立した。LGN全長蛋白質の系にいては、ポリエチレングリコール4000,pH7.0の溶液中において微結晶を得ており、現在、X線回折能の向上を図るため、種々の添加剤を用いて結晶化条件の詳細な検索を行っている。また、位相決定のためセレノメチオニン置換体の作成を行った。GiαとLGN全長およびGoLocoモチーフ断片の複合体の結晶化を広範な溶液条件下で行っている。3量体G蛋白質はGTPの加水分解活性をもつαサブユニット(Gα)とヘテロ2量体で存在するβ,γサブユニット(Gβγ)で構成され、G蛋白質共役型受容体(GPCR)から標的蛋白質へシグナルを伝える分子スイッチとして働く。GαはGDP結合時にシグナル伝達機能のない不活性状態にあるが、GTPに結合すると標的蛋白質と結合可能となり、シグナル伝達可能な活性状態となる。Gαに結合したGTPは分解され、もとの不活性状態のGDP結合型へと変換される。このGαのスイッチサイクルには幾つかの制御蛋白質が関与する。従来のGEF(GDP/GTP exchange factor)やGAP(GTPase activating protein)に加えて、GDP結合型Gαに結合してGDPの解離を抑制するとともに、G蛋白質を細胞質に留まらせるGDI(GDP dissociation inhibitor)の存在が示唆されている。LGNはGαのサブファミリーの一つであるGiαに特異的に結合する蛋白質として同定され、分子のC末端側に4つのGoLocoモチーフ(19アミノ酸残基)と呼ばれるGiα結合蛋白質に共通にみられる配列をもつ。このGoLocoモチーフはGDP結合型のGiαとの直接の結合領域であるとともに、GDIとして働く可能性がある。本研究では、GDPが結合したGiαとLGNあるいはGoLocoモチーフとの複合体のX線結晶構造解析を行い、GoLocoモチーフによるGiαの認識およびGDI活性の分子メカニズムを明らかにすることを目的とした。これまで、LGN全長およびGoLocoモチーフの結晶化に適した純度での蛋白質精製法を確立したが、単独の系での結晶は得られていない。今後、Giαとの複合体形成下で結晶化を行う。
子宮内膜症における接着性の解明とプロゲステロン感受性の検討

子宮内膜症は、既存の病変から分離し腹膜表面に接着し生着し、侵入・増殖し新たな病変を形成します。組織構築におけるmatrix metalloproteinases(MMPs)が必要で進行に関与しているとされています。今回、正常子宮内膜と子宮内膜症におけるプロゲステロン(P)とTransforming growth factor β1 (TGFβ1)の効果を検討しました。今回の検討から両者においてTGFβ1はPを抑え、初めて子宮内膜症での働きが明らかとなりました。PとTGFβ1がマトリックス統合性の調節という重要な役割を担って、子宮内膜症ではPによりその働きを不応なものにすることが示唆されました。本年度は、本研究の開始を福岡大学病院臨床研究審査委員会に申請し平成26年11月12日承認を経て開始となりました。子宮内膜症組織と子宮内膜組織とを採取し細胞培養を行っています。申請者は過去に、ヒトの正常子宮内膜においてプロゲステロンとTransforming Growth Factor β1 (TGFβ1)とが細胞外マトリックス分解酵素であるMatrix Metalloproteases(MMPs)の発現を相互に調節している機能因子であることを基礎研究の成果をもとに初めて証明しました。子宮内膜細胞においてTGFβ1刺激をおこなうとMMP2とMMP9のmRNA発現が約2倍と有意(p<0.001)に増強し、さらにプロゲステロンを加えることでその発現は濃度依存性に抑制されました。このように子宮内膜においてプロゲステロンとTGFβ1とがMMPsを調節することで月経の発来など重要な役割を担っていることを明らかにしましたが(J Clin Endocrin Metab, 97(6) :E888-897, 2012.)、今回の検討ではヒトの正常子宮内膜とともに子宮内膜症細胞の培養を行い、子宮内膜症細胞と正常子宮内膜細胞とを比較して、MMPsを用いて細胞外マトリックスとの相互作用が子宮内膜症の病態の進行に与える影響を検討していきます。MMPsは、種々の疾患と関連が報告されており、なかでも血管周囲の基底膜を分解することにより血管新生を促進することが知られているゼラチナーゼ群(MMP2,MMP9)と子宮内膜症細胞との関わりを検討していきます。また、細胞外マトリックス蛋白に対する子宮内膜症間質細胞の接着性をCell adhesion assayにて評価し正常子宮内膜間質細胞の結果と比較検討します。この実験によって、子宮内膜症の正常子宮内膜とは異なる性質を確認できると考えられます。子宮内膜細胞にTGFβ1刺激をおこなうとMMP2とMMP9のmRNA発現が約2倍と有意(p<0.001)に増強し、さらにプロゲステロンを加えることでその発現は濃度依存性に抑制されました。MMPsは、種々の疾患と関連が報告されており、なかでも血管周囲の基底膜を分解することにより血管新生を促進することが知られているゼラチナーゼ群(MMP2,MMP9)と子宮内膜症細胞との関わりをquantitative real-time PCRとzymographyを用いて検討していきます。本研究を福岡大学病院臨床研究審査委員会に申請し、平成26年11月12日開始となりました。実験開始が遅れたこともあり、当初の予定より子宮内膜症組織の採取症例が十分でなく、子宮内膜症組織を採取し細胞培養を試みていますが子宮内膜の組織でおこなうより効率がよくないため、現在は子宮内膜細胞と同様に子宮内膜症細胞を継代培養し検討していくようにしています。培養細胞に刺激を行い検討をおこなっているところですが、開始の遅延に伴い実験の進展が遅れています。本研究の開始を福岡大学病院臨床研究審査委員会に申請し平成26年11月12日承認を経て開始となりました。

子宮内膜細胞にTGFβ1刺激をおこなうとMMP2とMMP9のmRNA発現が約2倍と有意(p<0.001)に増強し、さらにプロゲステロンを加えることでその発現は濃度依存性に抑制されました。このように子宮内膜においてプロゲステロンとTGFβ1とがMMPsを調節することで月経の発来など重要な役割を担っていることを明らかにしましたが(J Clin Endocrin Metab, 97(6) :E888-897, 2012.)、今回の検討ではヒトの正常子宮内膜とともに子宮内膜症細胞の培養を行い、子宮内膜症細胞と正常子宮内膜細胞とを比較して、MMPsを用いて細胞外マトリックスとの相互作用が子宮内膜症の病態の進行に与える影響を検討していきます。MMPsは、種々の疾患と関連が報告されており、なかでも血管周囲の基底膜を分解することにより血管新生を促進することが知られているゼラチナーゼ群(MMP2,MMP9)と子宮内膜症細胞との関わりをquantitative real-time PCRとzymographyを用いて検討していきます。また、細胞外マトリックス蛋白に対する子宮内膜症間質細胞の接着性をCell adhesion assayにて評価し正常子宮内膜間質細胞の結果と比較検討します。この実験によって、子宮内膜症の正常子宮内膜とは異なる性質を確認できると考えられます。本研究を福岡大学病院臨床研究審査委員会に申請し、平成26年11月12日開始となりました。実験開始が遅れたこともあり、当初の予定より子宮内膜症組織の採取症例が十分でなく、子宮内膜症組織を採取し細胞培養を試みていますが子宮内膜の組織でおこなうより効率がよくないため、子宮内膜細胞と同様に子宮内膜症細胞を継代培養し検討しています。平成28年9月より産休を取得したことから中断しております。本研究は福岡大学病院臨床研究審査委員会に申請し平成26年11月12日承認を経て開始しました。申請者は過去に、ヒトの正常子宮内膜においてプロゲステロンとTransforming Growth Factor β1 (TGFβ1)とが細胞外マトリックス分解酵素であるMatrix Metalloproteases(MMPs)の発現を相互に調節している機能因子であることを基礎研究の成果をもとに初めて証明しました。このように子宮内膜においてプロゲステロンとTGFβ1とがMMPsを調節することで月経の発来など重要な役割を担っていることを明らかにしましたが(J Clin Endocrin Metab, 97(6) :E888-897, 2012.)、今回の検討ではヒトの正常子宮内膜とともに子宮内膜症細胞の培養を行い、正常子宮内膜細胞と子宮内膜症細胞とを比較し、MMPsを用いて細胞外マトリックスとの相互作用が子宮内膜症の病態の進行に与える影響を検討しています。
人工条件耐性を持つ酵素系の開発と機能解析

耐圧性および耐溶剤性酵素を産出する菌種を得るために、耐熱性の評価に準じるほど簡便なScreening法を開発することを目指した。さらに、化学的修飾法により、通常酵素を人工条件耐性の酵素へ改変することもおこったが、これには、申請者らが開発してきた高圧力による可逆的変性を利用したタンパク質内部修飾法適用の可否を調べることにより行った。このようにして得られた人工条件耐性酵素の構造安定化の機構を調べ、さらに特異的機能の発現機構を知るべく、各種分光学的方法および構造学的方法により精査した。1.耐性酵素の開発微生物・細胞の高圧下での直接観察を、高圧顕微鏡ステージを使って実現するとともに、高圧プレスを利用した簡便なスクリーニング技法を考案した。化学修飾法による耐性の付与により、通常酵素を耐性酵素に改変することをおこなうため、高圧力による可逆的変性を利用したタンパク質内部修飾法の適用の可能性を調べた。高圧変性下での修飾によりタンパク質内部に修飾基を導入できるので、疎水性相互作用部位や水素結合部位あるいは塩橋部位の内部への導入による、人工条件耐性の付与の可能性を探った。2.耐性酵素による人工条件下での触媒反応の選択的特異化上記によって獲得した耐性酵素が高圧下や溶剤中で示す特異的な反応性を調べ有用物質生産に可用なものを対象に、その特性解析を行った。構造化学的解析方法としては、特に分光化学的方法を重用した。通常条件下(ex situ)でのNMR、CD測定の他、通常・人工両条件下(in situ)双方での、4次微分吸光、FTIR、蛍光(定常・過渡)スペクトル測定などを行った。さらに、高圧電気泳動法を用いた。酵素あるいは生体触媒を有用物質の生産に利用することは、将来の化学工業の一部を置き換える可能性を持った、有力な変換プロセスとして認識されている。一般に酵素の作用は穏和な条件で行われることが特色とされているが、一般化学プロセスについてまで広げて考えた場合、酵素本来の合目的性からはきわめて過酷な条件で作用させることが必要になる。さらに、そのような人工的な環境で酵素触媒を働かせることによって、新しい機能・特異な作用が発揮される。例としては溶剤系での反応や、高圧力下での反応等がある。これらの人工環境での酵素反応の利用の正否は、究極的にはその種の環境に耐え得る酵素を開発できるかどうかが握っており、本研究では、人工条件耐性の酵素を、誘導あるいは改変によって開発することを目的としている。本年度は具体的には、化学的修飾法により通常酵素を人工条件耐性の酵素へ改変することをおこなったが、これには、申請者らが開発してきた高圧力による可逆的変性を利用したタンパク質内部修飾法適用の可否を調べた。さらに、このようにして得られた人工条件耐性酵素の構造安定化の機構を調べ、さらに特異的機能の発現機構を知るべく、各種分光学的方法および構造学的解析を行った。とくに、人工条件下での触媒反応の選択的特異化については、高圧・高温条件下において、活性測定と構造変化の解析を行い、サーモライシン・ヴィメライシンなどの金属プロテアーゼについて、温度・圧力の広い範囲における活性・構造相関図を得ることに成功し、高圧力下条件で特異な活性や、温度・圧力間antagnismを観測することができた。さらに、高圧下でのタンパク質集合体の様子を観察するための、高圧光散乱セル、高圧顕微鏡観察セルの開発に着手し、試験品を手にするに至った。

このようにして得られた人工条件耐性酵素の構造安定化の機構を調べ、さらに特異的機能の発現機構を知るべく、各種分光学的方法および構造学的方法により精査した。1.耐性酵素の開発微生物・細胞の高圧下での直接観察を、高圧顕微鏡ステージを使って実現するとともに、高圧プレスを利用した簡便なスクリーニング技法を考案した。化学修飾法による耐性の付与により、通常酵素を耐性酵素に改変することをおこなうため、高圧力による可逆的変性を利用したタンパク質内部修飾法の適用の可能性を調べた。高圧変性下での修飾により、タンパク質内部に修飾基を導入できるので、疎水性相互作用部位や水素結合部位あるいは塩橋部位の内部への導入による、人口条件耐性の付与の可能性を探った。2.耐性酵素による人工条件下での触媒反応の選択的特異化上記によって獲得した耐性酵素が高圧下や溶剤中で示す特異的な反応性を調べ有用物質生産に可用なものを対象に、その特性解析を行った。構造化学的解析方法としては、特に分光化学的方法を重用した。通常条件下(ex situ)でのNMR、CD測定の他、通常・人工両条件下(in situ)双方での、4次微分吸光、FTIR、蛍光(定常・過渡)スペクトル測定などを行った。さらに、高圧電気泳動法を用いた。
低インピーダンス負荷用雷インパルス電圧校正器の開発

現在の雷インパルス電圧校正器は対象とする負荷は1MΩ程度の高い内部インピーダンスを有するディジタル・レコーダなどが想定されており,雷インパルス電圧波形測定システムのような低インピーダンス負荷に電圧をインがすることが出来ない。この問題を解決する手法として, 10kΩ以下の負荷が繋がれた状態でも, 1000V程度の校正波を発生できる校正器を製作し,発生波形を直接ディジタル・レコーダに取り込むと同時に,測定システムに印加しその低圧部信号をディジタル・レコーダで記録し,記録された2つの波形を比較することにより,測定システムの応答性能を評価できることが出来るようにした。製作された校正器は,測定ケーブルの信号変歪特性の測定に使用され,顕著な効果を確認した。低インピーダンス負荷用雷インパルス電圧校正器の開発に先立ち,計画されていた「与えられた雷インパルス電圧波形パラメータを満たす発生回路の素子定数自動決定プログラム」を完成させた。つまり,一般化された,回路に無視できない大きさのインダクタンスを含む発生回路の素子定数を与えると,解析的手法またはシミュレータにより発生波形を求めることが可能である。計算された波形から,非線形方程式を解くことにより,2つの雷インパルス電圧波形パラメータである波頭長,波尾長を抽出することが可能である。今回の研究成果により,いわゆる逆問題である,「与えられた波形パラメータを持つ雷インパルス電圧を発生するように回路の素子定数を決定する」ことが可能となった。このことにより,次年度に計画されている0.84/60,1.2/50,1.56/60impulseを派生する3台の校正器製作に必要な回路素子を,試行錯誤によらず,一意的に決定することが可能となり回路設計・製作の効率が格段に向上することになる。更に,回路構成素子のみならず,発生した電圧を印加された分圧器の低圧部から記録装置に信号を導く,抵抗成分を有する同軸ケーブルのケーブル定数(長さ,抵抗成分,容量成分,インダクタンス成分)の波形パラメータに及ぼす影響を定量的に把握できることを明らかにした。この成果により,本研究で開発・試作が計画されている発生器の波形が分圧器に印加され,さらに記録される状態での波形パラメータを計算によって求めることができるようになった。前年度の研究成果によりすでに開発された,「与えられた雷インパルス電圧波形パラメータを満たす発生回路の素子定数自動決定プログラム」を使い,開発の対象となった低インピーダンス負荷用雷インパルス電圧校正器の素子パラメータを決定し,3種類の校正器の回路を決定した。つまり0.84/60,1.2/50,1.56/60 impulseを発生する3台の校正器の具体的な素子定数をさだめることにより,必要なC,Rの数を決定することができた。素子を用いて校正器を製作するとともに,スイッチング素子の改良に努めた。即ち,予め計画したようにスイッチング素子は水銀リレーを使わず,耐圧1100VのMOS-FETを20個並列につなぐことにより,ソースドレイン問の抵抗を単体の場合に比べ1/20に低減することが可能となった。これにより,校正器は波頭長の短いインパルス電圧波形の発生が可能となった。また水銀リレーは導通時にアーク抵抗が生じその大きさは流れる電流の大きさに影響され,極端な場合,電流の大きさが小さくなる波美付近では遮断状態になって実用に供されないことが有ったが,今回開発した校正器ではいずれの校正器でもそのような障害は全く観測されなかった。完成された校正器は測定ケーブルのケーブル定数が測定波形パラメータに及ぼす影響を調べるため,測定ケーブルに雷インパルス電圧波形を直接印加するために使用され,当初計画した性能を発揮することがかくにんされた。また,この時の実験結果と考察は下記に示す研究成果として報告された。また,年度末の出版には間に合わなかったものの,研究期間中に研究成果をディジタル・レコーダの非直線試験に応用し,その詳細を報告した論文は電気学会論文誌Aの2009年7月号に掲載されることが決定している。