hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
豚体サーフィスモデルに基づいた豚体表面対流伝熱係数の算定

本研究の目的は、豚のサーフィスモデル(三角形パッチで構成した3次元多面体コンピュータグラフィックスモデル)における体表面の自然・強制対流伝熱係数を数値計算から求めることである.サーフィスモデル豚の体表面における空気(非圧縮・粘性流体と仮定)の流れおよび熱の流れは連続の式,運動方程式,エネルギ式からなる基礎方程式で記述できる.さらに,乱流解析においてはこれらの基礎方程式に乱流エネルギの散逸を記述する乱流モデルが連成される.3次元解析に先立ち,マイクロコンピュータを使用しての2次元解析を検討した.有限要素法において3角形1次要素が適用できるように,基礎方程式における圧力項は最新の数値解析技法である流線一渦度法により消去した.次いで基礎方程式を無次元化し、無次元基礎方程式をガラーキン法を用いた有限要素法で離散化し,空気と熱の流れを計算するプログラムをFORTRAN言語で作成した.層流域におけるサーフィスモデル豚体表面周囲の無次元速度分布と無次元温度分布を,強制対流解析においてはレイノルズ数を,自然対流解析においてはグラスホフ数を,さらには強制対流と自然対流が共存する混合対流においてはレイノルズ数とグラスホフ数をそれぞれパラメータとして,計算した.計算された無次元温度分布から豚体表面における対流伝熱係数を算定中である.乱流域における自然対流および強制対流の解析は現在検討中である.以上の数値解析結果から,層流域および乱流域における豚体表面の対流伝熱係数が体表面形状に基づいて解明できるものと期待できる.また,2次元解析終了後は大型計算機を使用しての3次元解析を予定している.
金融危機下の地方銀行経営-地域開発史との関連において

1920年代を中心とする時期に頻発した金融危機にさいしての地方銀行経営の動向を分析し、以下に例示するような多くの新知見を得た。(1)1927年の金融恐慌は大都市所在の銀行破綻を招くに止まったという通説については、同年中の各銀行預金の増減分析から有力地方銀行を含めた再編成が進行する画期であることが判明した。(2)金融恐慌における銀行破綻の原因の多くは1910年代の活況にさいしての安易な信用供与にあり、さらに1920年代における政府・日銀の救済策に頼って問題解決を先送りにしたことにあった。(3)当時の地方銀行には貸出審査を専門に担当する審査部ないし審査課はほとんど設置されていなかったが、信用調査課を設置したり興信所を利用することは行われていた。(4)地方銀行の経営や合同については、とくに西日本各地では都市銀行との対抗・結合が大きな役割を果たしており、地方銀行のなかには芸備銀行のように活路を有価証券所有に求めるものも現れた。(5)地方銀行の中には山梨県の若尾銀行や和歌山県の四十三銀行のように京浜地方や阪神地方の企業への融資に力を注いだ結果破綻したケースも存在した。(6)第一次大戦期に飛躍的に拡大したコール市場を狙っていた自由なビルブローカー銀行の発展は1920年恐慌で終止符を打たれ、1927年以降は日銀にコントロールされた短資会社に席を譲った。(7)不良債権の処理が不徹底のまま地方銀行の合同が行われることがしばしばあり、長野県の信濃銀行や宮城県の日向中央銀行のように数年で休業に追い込まれるものも現れた。(8)県内の中心的銀行が破綻した場合は、1932年の岩手・宮崎・群馬のように県資金を主体とする銀行が設立されたが、そのさい宮崎県の場合のように大蔵省だけでなく内務省の指導が強く働いたケースがあった。(9)地方銀行の救済には、日本銀行だけでなく、日本勧業銀行と農工銀行も活動したが、宮崎農工銀行の場合は救済融資の条件が厳しかったため成果が制約された。今年度は3年間の計画の初年度に当たるため、実証のために必要な銀行関連史料の収集に力を注ぐとともに、月例研究会の場において個別の研究成果の報告を受け、さらに、8月と12月に合宿研究会を開催して報告・討論を行い、研究全体の方向づけを図った。すなわち、それぞれの担当課題ないし担当地域(旧植民地を含む)の地方銀行が地域開発の面で果たしていた日常的な経営実態と金融危機下における対応の実情を明らかにする上で必要な個別経営史料の探索と収集の調査を実施し、かなりの史料収集の実績を挙げることができた。

また、月例研究会においては、1997年5月に研究代表者の石井が1927年の金融恐慌の実態について報告したのを皮切りに、増田ビルブルローカーの波綻に関する〓見報告、山一証券破綻に関する伊藤(正)報告、銀行の貸出審査に関する斉藤報告などが行われ、8月の夏期合宿研究会では、百三十銀行の破綻に関する石井報告があったほか、参加者全員がそれぞれの担当課題についての調査の進行具合と暫定的な分析結果について報告し、12月の冬期合宿研究会では、信濃銀行の経営破綻に関する西村報告、太田清蔵を中心とする博多商人の企業活動に関する迎報告、日本銀行公刊・公開史料に関する佐藤報告があったほか、現下の地方銀行経営の深刻な実情についての全国地方銀行協会の関係者による特別報告がなされた。こうした活発な調査活動と研究会活動を支えるためにはパソコンの新規購入が必要なことが分かったため、当初の予定になかった設備備品費の支出を若干行った。今年度は3年間の計画の第2年度に当たるため、前年度に引き続き、それぞれの担当する個別銀行の日常的な経営活動と金融危機にさいしての経営破綻についての史料収集を行うとともに、地方金融史研究会の月例研究会と9月の合宿研究会において研究報告を行い、討論を重ねた。月例研究会における当プロジェクト関連の報告としては、粕谷誠(5月)、伊牟田敏充(6月)、渋谷隆一(11月)、杉山和雄(12月)、加藤隆(1月)、波形昭一(2月)、杉浦勢之(3月)によるものがあり、合宿研究会では、吉田賢一から「大正・昭和金融危機下の北海道金融界」、池上和夫から「山梨県下の金融恐慌」と題する詳しい調査報告がなされるとともに、各自の研究の進捗状況と暫定的な分析結果について中間報告があり、討論を行った。さらに、東京大学経済学部が保管することになった旧山一証券の大量の経営史料の整理をアルバイターを使って行ったが、その中には、第二次大戦以前からの度重なる金融危機にさいしての資本市場の動向についての貴重な史料が含まれている。研究成果の一部は、『地方金融史研究』その他に順次発表しているが、来年度は最終年度なので、共同研究の成果を刊行するための準備も進める予定である。それに関連して、『日経金融新聞』からの依頼により、当プロジェクトのメンバーが中心となって、各地域ごとの「金融風土記」を今年度4月から週1回のペースで連載してきたが、読者からの反応が良いため来年度も引き続き連載することになっている。これも社会へのわれわれの研究成果の還元の一つとして記しておく。今年度は3年間の計画の最終年度に当たるため、それぞれの担当する課題別ないし地域別の課題についての研究を深めつつ、研究の総括に向けて地方金融史研究会の月例研究会と8月および1月の合宿研究会において報告と討論を重ねた。月例研究会での当プロジェクト関連の報告としては、加藤隆〈4月)、黒羽雅子(5月)、斎藤壽彦(6月〉、西村はつ(9月〉、粕谷誠(10月)、植田欣次(11月)によるものがあり、夏季合宿研究会では、石井寛治、東憲弘、神山恒雄、迎由理男による諸報告が行われた。冬季合宿研究会では、参加者全員による15本の報告をもとに研究の総括方向と成果刊行案について議論した。従来は破綻銀行についての史料が乏しいことが研究の深化を阻んできたが、1999年9月に日本銀行がアーカイブを開設して歴史文書の公開に踏み切ったため、破綻銀行の経営状態と日本銀行による救済融資の実情が、かなり詳しく判明するようになった。そうした新史料を含めた分析の結果、1927年の金融恐慌ないし1929年の昭和恐慌において露呈した銀行経営の間題点の多くは、1910年代の第一次大戦とその直後のバブル的側面をもつ好況にさいしての安易な信用膨張に起因していたこと、および、1920年恐慌以降の政府・日銀の度重なる救済策が矛盾を先送りしてかえって悪い結果を招いたことが判明した。こうして1920年代の金融危機の実情を調べれば調べるほど、1990年代の金融危機との類似性の強さが判明して来ている。われわれとしては、出来るだけ早い機会に、共同研究の成果を論文集の形でまとめて刊行する予定である。
センサ付きパッシブ高機能ＲＦＩＤデバイスを活用する実世界インタラション手法の研究

今年度は、パッシブ高機能RFID(PHF-RFID)の活用法を探り,その開発・実装における知見を得るために,加速度センサとディスプレイを搭載したカード型のデバイスを設計・実装した.このデバイスはパッシブ(バッテリーレス)でRFIDリーダーからの電波を受信することで電力を発生させ動作する.通常のRFIDで取得できるIDだけでなく,3軸の加速度値を取得でき、また,反射型の液晶ディスプレイに文字等の表示を行うことができる.そのため通常のICカードのようにリーダーにかざして認識させるだけでなく,かざす際の動きをジェスチャとして操作に用いることができる.このカードの利用例として,勤怠管理の場面,および電子マネーの場面,を想定した2種類のアプリケーションを試作した.また,この内容について国際会議HCII2018において研究発表をおこなった.その他にも試作案として,いくつかのアプリケーション案(回路教育アプリケーション,音声記録アプリケーション等)を検討し,そのなかで磁気センサを搭載したPHF-RFIDデバイスを利用して,指につけた永久磁石の位置を取得するシステムを試作した.このシステムでは,3軸磁気センサを搭載したデバイス(Farsense社評価基板)3つを眼鏡の前部と左右側部に付け,また指には永久磁石を付けることで,顔付近の指の位置を識別することができる.指の位置識別は指の位置毎の磁気センサ値を機械学習することで行っている.さらに,PHF-RFIDアプリケーション開発フレームワークの一部を作成した.現在は特にファームウェアの作成を支援するビジュアルプログラミング環境を実装した.これにより,RFID制御マイコンの詳細を知らない開発者でも容易にプロトタイプ開発できるようにすることを目指している.PHF-RFIDのICカード型デバイスと磁気センサを用いた指位置取得という二つの試作を行うことができ,当初の計画通り,開発および実際の利用時における知見を積み重ねる準備が進んでいる.特に後者ではより強い電力を得るためにRFID向け構内無線局免許を取得し運用することで,より広い空間での動作確認を行うことができている.また,開発フレームワークについても全体構成の検討を開始し,ファームウェア作成についてのビジュアルプログラミング環境を実装するなど,若干計画以上の進展がある面もある.以上より概ね計画通り進んでいる.引続き研究実施計画に則って研究を推進する.デバイスとアプリケーションの試作を引き続き行うことで開発の知見を増やす.特に非定型的なオブジェクトに埋め込む形のものや複数デバイスの連携を行うアプリケーションを検討する.また,開発フレームワーク環境の実装も進める.基本構造ができつつあるので,複数デバイス対応や機械学習との連携などを検討する.さらに,このPHF-RFIDデバイスならではの,インタラクション手法の設計・実装を目指す.実施計画の通り,本研究の一義的な目的は,PHF-RFIDタグを実世界環境におけるインタラクションの中でどのように活用するかを研究することであり,開発フレームワーク環境整備と並行して,効果的なインタラクション手法を設計・実装する.さらに,その有効性を実験により評価する.今年度は、パッシブ高機能RFID(PHF-RFID)の活用法を探り,その開発・実装における知見を得るために,加速度センサとディスプレイを搭載したカード型のデバイスを設計・実装した.このデバイスはパッシブ(バッテリーレス)でRFIDリーダーからの電波を受信することで電力を発生させ動作する.通常のRFIDで取得できるIDだけでなく,3軸の加速度値を取得でき、また,反射型の液晶ディスプレイに文字等の表示を行うことができる.そのため通常のICカードのようにリーダーにかざして認識させるだけでなく,かざす際の動きをジェスチャとして操作に用いることができる.このカードの利用例として,勤怠管理の場面,および電子マネーの場面,を想定した2種類のアプリケーションを試作した.また,この内容について国際会議HCII2018において研究発表をおこなった.その他にも試作案として,いくつかのアプリケーション案(回路教育アプリケーション,音声記録アプリケーション等)を検討し,そのなかで磁気センサを搭載したPHF-RFIDデバイスを利用して,指につけた永久磁石の位置を取得するシステムを試作した.このシステムでは,3軸磁気センサを搭載したデバイス(Farsense社評価基板)3つを眼鏡の前部と左右側部に付け,また指には永久磁石を付けることで,顔付近の指の位置を識別することができる.指の位置識別は指の位置毎の磁気センサ値を機械学習することで行っている.さらに,PHF-RFIDアプリケーション開発フレームワークの一部を作成した.現在は特にファームウェアの作成を支援するビジュアルプログラミング環境を実装した.これにより,RFID制御マイコンの詳細を知らない開発者でも容易にプロトタイプ開発できるようにすることを目指している.PHF-RFIDのICカード型デバイスと磁気センサを用いた指位置取得という二つの試作を行うことができ,当初の計画通り,開発および実際の利用時における知見を積み重ねる準備が進んでいる.特に後者ではより強い電力を得るためにRFID向け構内無線局免許を取得し運用することで,より広い空間での動作確認を行うことができている.また,開発フレームワークについても全体構成の検討を開始し,ファームウェア作成についてのビジュアルプログラミング環境を実装するなど,若干計画以上の進展がある面もある.以上より概ね計画通り進んでいる.引続き研究実施計画に則って研究を推進する.デバイスとアプリケーションの試作を引き続き行うことで開発の知見を増やす.特に非定型的なオブジェクトに埋め込む形のものや複数デバイスの連携を行うアプリケーションを検討する.また,開発フレームワーク環境の実装も進める.基本構造ができつつあるので,複数デバイス対応や機械学習との連携などを検討する.

さらに,このPHF-RFIDデバイスならではの,インタラクション手法の設計・実装を目指す.実施計画の通り,本研究の一義的な目的は,PHF-RFIDタグを実世界環境におけるインタラクションの中でどのように活用するかを研究することであり,開発フレームワーク環境整備と並行して,効果的なインタラクション手法を設計・実装する.さらに,その有効性を実験により評価する.
FUS遺伝子変異を伴う筋萎縮性側索硬化症の軸索形態に注目した病態解明

筋萎縮性側索硬化症(ALS)は運動ニューロン障害により発症から3年程度で死に至る難病であり、未だ根本的治療法はない。RNA代謝異常はALSの病態解明の鍵とされ、RNA結合蛋白であるFUSに変異を有するALSは近年注目を浴びている。FUS変異ALS患者より樹立した人工多能性幹細胞(iPS細胞)由来運動ニューロンでは軸索形態に異常が生じ、遺伝子Xの抑制によりこの異常は改善する。本研究ではiPS細胞やモデル動物を用いて、軸索形態異常がALSの引き金となるか否かを検証すると共に、新規治療標候補を見出すことを目標とする。
航空機からの遠隔計測による地形情報取得と洪水氾濫数値解析への応用に関する研究

近年のリモートセンシングとGIS技術の発達により、比較的低高度からの航空機による地形計測が可能になってきた。本研究の分担研究者所属の民間機関では、上空からのレーザー光を用いた高精度の地形測量システム(レーザープロファイラ:LP)を構築している。このシステムにより、広範囲の地形情報を短時間にデジタルで取得でき、従来の計測法と比べて大幅な時間の短縮を可能にしながら3次元地形データを作成できるという特徴がある。さらに、地理情報システム(GIS)を応用することで膨大な空間情報を効率よく管理することが可能で、河川流域のさまざまな情報を有効に活用できる環境が整いつつある。本研究では、都市内中小河川流域の地形情報を航空機からの遠隔計測で効率よく取得し、また、地理情報システム(GIS)を応用してデータを整理し、さらに、流域の洪水氾濫の数値シミュレーションを行うためのさまざまな面での検討を行った。本研究ではまず、航空機による遠隔計測の1つの例として空中三角測量並びにデジタル地形モデルの構築を中心に研究を実施した。その結果、精度の高い地形図を使用すればレーザープロファイラと同等の精度を確保できることが分かった。15年度は前年度に取得した地形情報を地理情報システム(GIS)を用いて有効活用し、氾濫数値シミュレーションを実施した。降雨強度を段階的に変えて内水域の貯留ならびに流れの解析を行った結果、満足できる計算結果を得た。本研究では、低平地に特化したデータ取得方法並びに解析方法が有効であることが分かった。今年度は、まず、地理情報システム(GIS)ならびにリモートセンシングのためのソフトウェアを導入した。流域の起伏差がほとんどない佐賀低平地の河川流域を対象に、地形図、航空写真、河川縦断・横断面図、衛星画像など考えられる情報を全て集め、それらをGISで統合することを試みた。また、国土地理院発行の数値地図も参照したが、起伏差のほとんどない低平地ではほとんど使い物にならず、参考程度に利用した。佐賀低平地においては藩政時代に成富兵庫が作り上げた治水・利水システムがあるが、近年これらの治水遺構もだんだん失われてきている。そこで、近年の圃場整備の影響がない、戦後まもなく米軍により撮影された航空写真(昭和23年)を元に地表データの取得ならびに治水遺構の復元を試みた。ステレオペアの写真と基準点の緯度経度や標高情報などを整理し、空中三角測量ならびにオルソ画像作成、DEM(デジタル地形モデル)構築並びに3次元出力を行った。その結果、米軍写真から得られた画像からは河川中流域の乗越堤や河口付近の干拓堤防などの遺構が見いだされた。これらの治水システムは、雨水を流域全体で受け止めて被害の軽減を図る仕組みとなっている。さらに、最も新しい平成14年度撮影の流域の航空写真を取得し、同様の処理を行い地表情報の時間的な変化について考察した。その結果、かなりの場所で治水遺構がなくなってきていることも分かった。今回得られたDEMは、地表面のデジタル情報であり、氾濫数値シミュレーションのために有効に活用できると考えられる。また、衛星画像による土地被覆分類ならびに浸水地図をGISで統合することにより、田畑が遊水機能をもっていることや、浸水常襲地帯がはっきりと現れた。今後、この土地被覆分類結果を流域内のサブ流域毎に整理し、分布型流出モデルなどへの活用を図っていく予定である。
炎症性腸管疾患の脂質およびアポ蛋白代謝機序と質量分析による病態指標検査法の開発

炎症性腸疾患の病態を反映する生化学標識の迅速な測定システムの確立と検査への適用のために、我々はヒト血清で脂質と蛋白質代謝に関する分子異常の濃度、構成と構造を分析した。マトリックス支援イオン化飛行時間型質量分析計(MALDI-TOF-MS)やガスクロマトグラフィー質量分析計(GC/MS)、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)を用いて、血清リン脂質およびその代謝産物やシステインやホモシステインなどの含硫アミノ酸で修飾された蛋白の分析法を確立した。疾患患者では、炎症指標は高値であったが、脂質、アポ蛋白、含硫アミノ酸は低値傾向であり、リン脂質組成は特徴的なプロフィルを示した。本年度は健常者における、血漿中脂質、特にコリン含有リン脂質亜分画の測定、脂質吸収と血漿中での代謝、アポ蛋白と一部同様な性質をもち、リポ蛋白と関連するトランスサイレチン(TTR)について蛋白修飾による蛋白の構造と性質の変化について検討した。コリン含有リン脂質亜分画(ホスファチジルコリンスフィンゴミエリン,リゾホスファチジルコリン)は、酵素法を原理として自動分析装置およびマイクロプレート測定装置による分析法を開発し、血漿中および血漿のゲル濾過クロマトグラフィ分画におけるコリン含有リン脂質濃度を、迅速に且つ高感度で高精度に測定できた。脂質負荷試験によるリポ蛋白の血漿中動態を健常人において検討した結果、脂質全体としての濃度的な変化は少なかったが、コリン含有リン脂質組成およびそのリポ蛋白分画、特にHDLの分布に変動が認められ、MALDI-TOF MS質量分析によりコリン含有リン脂質を構成する脂肪酸組成に変化が認められた。また、アポ蛋白においても、部分水解を引き起こす変性が伴う被験者が見いだされた。さらにTTRはアミロイド蛋白の1つであるが、その一部はリポ蛋白に結合して可能性が示唆されたため、TTRの分子変性による物理化学的変化を検討した結果、アミノ酸修飾TTRが物理化学的変化を引き起こすことが見いだされた。同様にしてアポ蛋白におけるアミノ酸修飾分子を検出したところ、血漿蛋白とは異なるパターンを示すことを見いだした。これらから、リン脂質代謝機序およびそれに伴うアポ蛋白変性を分析するプロトコールができた。健常者および炎症性腸管疾患患者の比較検討をおこない、脂質およびアポ蛋白の吸収、分布、異化の検討を行う。ホスファチジルコリン(PC)の代謝産物であるリゾ体(LysoPC)の定量的分析法を、MALDI-TOF-MS(飛行時間型質量分析)により検討した。MALDI-TOF-MSでは異なる骨格を持った分子種では定量性が悪いとされるが、PCピークからの換算法によりLysoPCの定量法を確立した。MALDI-TOF-MSでは、脂肪酸側鎖の異なるLysoPCも分析できた。この方法を応用して、脂質負荷試験により、リン脂質の吸収、分布をMALDI-TOF-MSにて検討した。脂質摂取2時間では、リン脂質組成の変化が認められ、変化の程度は血清トリグリセライド濃度に関連していることが示唆された。PCの代謝産物の生成機序を、PCの脂質分解酵素である細菌由来の酵素標品を用いてヒト血清高比重リポ蛋白(HDL)中脂質の水解を行った。HDL中のコレステロールエステルの加水分解とともに、PCを加水分解しLPCを生成する作用が確認された。さらに、代謝産物としてホスホコリンやコリンが検出され、リン脂質が低分子まで水解されることが示唆された。これらから、PCの吸収、代謝過程を酵素定量法とMALDI-TOF-MS法で量的および質的な変動として捉えることが可能となった。次いで,含硫アミノ酸は蛋白の酸化・還元型に関連し、酸化ストレスの指標として注目されている。脂質代謝への含硫アミノ酸結合アポ蛋白の関与を検討するため、蛋白結合含硫アミノ酸の分析法として、高感度HPLC法を確立した。本法により、ヒト血清アポ蛋白への含硫アミノ酸の結合率が異なることを見いだした。今後、これらの含硫ナミノ酸結合アポ蛋白が脂質代謝酵素に及ぼす影響を検討し、脂質代謝異常の指標となるか検討する。クローン病患者(倫理承認済み)の生化学検査において、血清総コレステロール(TC)は低値傾向であったが、中性脂肪は幅広い分布を示した。アポ蛋白分析から,HDLやLDLは粒子数の減少を示した。低TC血症患者の炎症度は高く、また活動度の評価インデックス(IOIBDスコア)も悪く、患者脂質濃度が炎症度と関連していた。次いで、脂質の吸収および代謝に関わるリン脂質の組成および代謝について検討した。血清ホスファチジルコリン(PC)および代謝産物であるリゾ体(LysoPC)の定量的分析法を、MALDI-TOF-MS(飛行時間型質量分析)を用いた内部標準法により確立した。次いで、脂質構成脂肪酸鎖の分析法としてガスクロマトグラフィ質量分析(GC/MS)内部標準法を確立した。

これらの方法を用いてリン脂質の組成および代謝産物の分析を行った。LysoPCは主に高比重リポ蛋白(HDL)に分布していたが、LysoPC/PC比率の分布は、脂質負荷の影響を受けることが見いだされた。リン脂質分解酵素の機能に影響を与えると考えられる含硫アミノ酸は、アポ蛋白に結合して血清リポ蛋白全体に分布しており、その含硫アミノ酸組成比率はほぼ同様であったが、蛋白あたりの結合比率はアポ蛋白により異なっていた。含硫アミノ酸の結合比率の差は、リン脂質分解酵素に影響をあたえる可能性が示唆された。
包括的１細胞遺伝子発現解析を用いたB型肝炎ウイルス感染機構の解明

B型肝癌組織から樹立した新規肝癌細胞KM細胞を用いてHBV陽性細胞で発現上昇する2遺伝子を同定した。その2遺伝子の発現抑制によりcccDNAを抑制し、エンテカビルとの併用で95%以上のcccDNAの抑制を認めた。NTCP発現HepG2細胞で2遺伝子をノックアウトした細胞、キメラマウス由来初代肝細胞(PXB)、及びレンチウイルス発現系にて2遺伝子を過剰発現した細胞を樹立しHBVの複製を評価した。2遺伝子のノックアウト細胞ではHBV-DNA、cccDNA、pgRNAの低下、過剰発現細胞ではそれらの増加を認めた。B型慢性肝炎(CHB)に対する現行の治療のみではウイルスを完全に排除させることはできない。申請者らは独自に開発した包括的1細胞遺伝子発現解析法(特願2014ー095011)とB型肝癌組織から新規樹立したHBV陽性KM細胞株を用いてHBV持続感染に必要な宿主遺伝子を同定しHBV感染症の新たな治療法の確立のための基盤的研究を行うことを目的とした。また、HBV感染の様々な病態(慢性肝炎・キャリアー・既往感染など)の肝組織を用いて包括的1細胞遺伝子発現解析を行い、これまで不明とされていたHBV潜伏感染細胞の同定と感染様式の実態を明らかにすることを目的とした。B型肝癌組織から申請者らが樹立した新規肝癌細胞KM細胞を用いて包括的1細胞遺伝子発現解析を実施したところ、3000個の細胞中1細胞でHBVのmRNAを発現していた。HBV陽性細胞で発現上昇する遺伝子を同定しshRNA発現レンチウイルスによる機能的な遺伝子を絞り込み2遺伝子を同定した。その2遺伝子はそれぞれ単独の発現抑制によりcccDNAを抑制し、エンテカビルとの併用で95%以上のcccDNAの抑制を認めた。NTCP過剰発現細胞(HepG2-hNTCP-C4)、キメラマウス由来初代肝細胞(PXB)、Crisper/Cas9ゲノム編集技術を用いて、2遺伝子をノックアウトした細胞、及びレンチウイルス発現系にて2遺伝子を過剰発現した細胞を樹立しHBVの複製を評価した。2遺伝子のうち一つ(遺伝子A)はリパーゼに関する遺伝子、もう一つ(遺伝子B)はE3 ubiquitin ligaseに関する遺伝子であった。遺伝子AはHBVのエントリーに関与していると考えられた。一方、遺伝子BはcccDNAの維持に関与していると考えられHBxとの関連が示唆された。CHB肝組織において遺伝子Bは核酸アナログの投与により有意に発現量の低下を認めた。肝臓病学
SFTSウイルスを含むフレボウイルスの起源を探る

フレボウイルス属に属する重症熱性血小板減少症候群(SFTS)ウイルスはヒトや伴侶動物に対して高い致死率を示す病気を引き起こす。SFTSウイルスは遺伝学的に中国および日本で主に分離される中国型と日本型に大別されるが、中国型は日本でも散発的に分離されており、どのように国内に侵入したかその起源については不明なままである。また、日本ではSFTSウイルス以外に多種のマダニ媒介フレボウイルス(TBPV)が確認されており、未知の人獣共通TBPV感染症が他にも存在すると考えられる。本研究では国内におけるTBPVの起源を探ることを最終目的とし、各種TBPVの性状解析および網羅的な疫学的調査を実施する。
点接触型超高速電子冷却加熱素子の開発

従来のπ型構造ペルチェ素子では不可能であった点接触での冷却加熱が可能となる新たな構造のペルチェ素子を開発した。具体的には、P型およびN型熱電材料の間に直接作用子となる金属チップを挟み込み(PNサンドイッチ構造とよぶ)、その作用子を電流により直接電子駆動させることで、急峻な温度変化が得られるようになった。時定数は、冷却時(32A、-47.1°C)には最小で1秒、加熱時(35A、335.0°C)には最小で1.5秒の時定数を得た。これにより、1ミクロン以下のサイズの対象物を急峻に冷却あるいは加熱することが可能となった。さらに、この構造の応用例として、先端の金属チップを外科用メスにすることで、急峻に温度変化を行えるペルチェメスを試作した。冷却・加熱対象物を旧来の2次元的広がりから0次元的微小物体をターゲットとし、このため、使用する針状材料の点接触に適応した微細加工が行った。材料にはステンレスあるいは銅を用い、物体と接触する針状部に毒性は無い。最適な針状部の形状やサイズを、有限要素法によりシミュレーションを行い、実測と比較することでフィードバックを行った。PN間に金属を単純に挟んだだけでは、接触電気抵抗・熱抵抗が大きく、抵抗による熱損失が勝り、吸熱は生じない。そこで、低融点金属(GaやInの合金)あるいは導電性ポリマーなどの、密着性が良い電極を介在することによる抵抗の低減を目指し、-77°Cの低温を実現した。また、提案した素子の時定数(電流投入後の冷却温度速度)を計算により見積もった。時定数は、素子全体の熱容量に対して、i)電流が運ぶペルチェ吸熱(あるいは発熱)、ii)熱伝導、およびiii)ジュール熱の三種の量が効いてくることを見出し、これにより、冷却時の最小時定数として1秒、加熱時でも2秒を期待できることがわかった。医用工学及びバイオエレクトロニクス分野では、生体細胞や微小生物など、極微小の対象物を熱的に制御・操作する技術が必要となっている。とりわけ、細胞培養などで精密な温度場を提供できる電子冷却素子(ペルチェ素子)が上記の分野では広く使われている。しかしながら、旧来のいわゆるπ型構造ペルチェ素子は、その構造上、2次元的な広がりしかもたず、対象物が微小・微細な場合の冷却には適さない。そこで、本研究では、斬新な機能を有する利便性の高い点接触型電子冷却素子構造を提案し、さらに点接触に重点を置き、人間の神経細胞やDNAを冷却・加熱による反応により制御を試みるための零次元型ペルチェ素子の開発を目的とした。以下、下記の観点から研究を行い、結果を得た。前年度に引き続き、時定数の評価を実施した。素子の時定数(電流投入後の冷却温度速度)を計算により見積もり、i)電流が運ぶペルチェ吸熱(あるいは発熱)、ii)熱伝導、およびiii)ジュール熱の三種の量を考慮した。これにより、理論的には、冷却時に1秒、加熱時には2秒の時定数を得ることが期待できることが分かった。上記の数値的結果を基に、実験を行った。完成した素子(50mm[素子長]×10mm[素子幅]×20mm[素子高]、針状先端径100nm1μm)の針状先端温度の過渡特性測定から時定数を評価した。時定数1秒を目標とした(旧来型では30秒のオーダー)。その結果、再現性よく、2秒程度の時定数を冷却時には実現可能となった。加熱時は、4秒程度が得られるようになった。最終年度は、とくに、屋外でのフィールドワーク時の使用にも耐えられるモバイル型の点接触型超高速電子冷却加熱素子の試作に重点を置き、バッテリー駆動により30分間の安定動作を確認した。冷却加熱能力に加え、時定数においても、屋内型と遜色ない結果が得られた。さらに、薄膜ペルチェの試作も並行して行った。
日本近代・現代文学におけるイスラム表象研究

1、研究情報収集については、日本近代文学会、日本社会文学会などの学会に参加し、テーマに関わる日本近代現代文学の作家に関わる発表を聴講し、発表要旨などを収集した。2、研究資料収集については、法政大学図書館、神奈川県立図書館、東京・トルコ・ディヤーナト・ジャーミィなどに出向き、資料を閲覧し、複写資料および書籍等を収集した。3、国外研究機関及びイスラーム事蹟調査については、中国内モンゴル地区で実施された国際研究会に参加した。またイスラーム圏であるエジプトのカイロ大学で実施された国際シンポジウムに参加した。以上の研究活動の実施による意義は、次の通りである。1,研究情報収集活動からは、明治時代にイスラム圏の民族独立運動に触れた作品「佳人の奇遇」を表した東海散士の背景、昭和戦後の現代作家松本清張のイスラム世界との関りについてなどの重要な情報を入手した。2、研究資料収集活動からは、昭和12年創刊されたイスラム文化協会発行の雑誌『イスラム』、昭和13年創刊の外務省調査部編『回教事情』、昭和14年創刊の大日本回教協会調査部発行の雑誌『回教世界』などの貴重な雑誌を閲覧し、一部分を複写資料として収集した。3、国外研究機関及びイスラーム事蹟調査活動からは、中国の少数民族にかかわる発表を聴講するとともに回教寺院である浄真寺を訪問し、中国におけるイスラム教の歴史について示唆を受けた。また、カイロ大学での国際シンポジウムで、イスラム圏研究者と接触し、イスラム世界の歴史と現状について有益な示唆を受けた。資料閲覧・入手について、先ずは、エジプトに関する東海散士「佳人の奇遇」関係資料を閲覧し、また戦前戦中のイスラム研究者大川周明関係資料を閲覧、収集した。その過程で確認された特に貴重な戦前期雑誌を国内所蔵機関で閲覧し、文学と関わる一部複写資料を入手した事は、順調な資料収集といえる。また、情報収集に関して、中国内モンゴル地区フフホトの大学で開催された研究大会に参加し、中国少数民族に関する発表に接することで、科研テーマに関する有益な情報を得たこと及びエジプト・カイロ大で開かれた国際シンポジウムに参加し、イスラム文化に関する様々な情報を得、イスラム圏の研究者と交流した事も順調な研究活動と評価される。もちろん、資料収集に関して、国内機関での上記雑誌の複写も滞在期間の関係から一部にとどまっており、再調査、再収集の必要がある。また2018年度に関しては、当初エジプト関連資料収集を目標としたが、初年度の為イスラム圏各国に関する当該全般的資料の収集を主眼としたので、エジプト関連資料収集に関して当該全般的資料の収集とおなじく課題が残っている。また国外研究機関調査に関しては、さらに事前の準備を綿密に行うなど、より合理的な活動が求められる。1年目と同様にインターネットなどの情報収集媒体を活用して、イスラム関係資料所蔵機関を調査し、必要な資料を閲覧および複写資料を収集する。また、日本近代文学会、日本社会文学会などの日本近代現代文学関係国内各学会に参加し、テーマに関わる研究情報収集に努めるとともに、順次研究書などの単行本についても購入及び一部複写などの方法で可能な限り収集する。特に2019年度は、上記の全般資料収集の他にトルコ関係資料収集に重点を置く。国外調査に関しては、トルコの研究機関を訪問し、在トルコの研究者から情報を収集するとともに、テーマに関わる文学事跡を巡検する。さらに1年目で収集した資料について、次の方法で整理および分析に着手する。まず、1年目で収集した資料について、全般的目録を作成する。次に、エジプト、トルコ、ペルシャ、その他の中東諸国、中国、東南アジア地域に分けた資料目録を作成する。その次に、文化・文学関係資料目録を作成する。最後に雑誌記事目録を作成する。その整理の過程で、若干の分析を行う。

その過程で確認された特に貴重な戦前期雑誌を国内所蔵機関で閲覧し、文学と関わる一部複写資料を入手した事は、順調な資料収集といえる。また、情報収集に関して、中国内モンゴル地区フフホトの大学で開催された研究大会に参加し、中国少数民族に関する発表に接することで、科研テーマに関する有益な情報を得たこと及びエジプト・カイロ大で開かれた国際シンポジウムに参加し、イスラム文化に関する様々な情報を得、イスラム圏の研究者と交流した事も順調な研究活動と評価される。もちろん、資料収集に関して、国内機関での上記雑誌の複写も滞在期間の関係から一部にとどまっており、再調査、再収集の必要がある。また2018年度に関しては、当初エジプト関連資料収集を目標としたが、初年度の為イスラム圏各国に関する当該全般的資料の収集を主眼としたので、エジプト関連資料収集に関して当該全般的資料の収集とおなじく課題が残っている。また国外研究機関調査に関しては、さらに事前の準備を綿密に行うなど、より合理的な活動が求められる。1年目と同様にインターネットなどの情報収集媒体を活用して、イスラム関係資料所蔵機関を調査し、必要な資料を閲覧および複写資料を収集する。また、日本近代文学会、日本社会文学会などの日本近代現代文学関係国内各学会に参加し、テーマに関わる研究情報収集に努めるとともに、順次研究書などの単行本についても購入及び一部複写などの方法で可能な限り収集する。特に2019年度は、上記の全般資料収集の他にトルコ関係資料収集に重点を置く。国外調査に関しては、トルコの研究機関を訪問し、在トルコの研究者から情報を収集するとともに、テーマに関わる文学事跡を巡検する。さらに1年目で収集した資料について、次の方法で整理および分析に着手する。まず、1年目で収集した資料について、全般的目録を作成する。次に、エジプト、トルコ、ペルシャ、その他の中東諸国、中国、東南アジア地域に分けた資料目録を作成する。その次に、文化・文学関係資料目録を作成する。最後に雑誌記事目録を作成する。その整理の過程で、若干の分析を行う。次年度使用額が生じた理由平成30年度中に近隣他府県での研究者からの情報収集を計画していたが、令和元年に近隣他府県で、関連学会の春季大会が開かれることになり、そこでの情報収集がより効率的と考え、令和元年の計画に組み込むことにした。使用計画令和元年5月25日26日に熊本市の九州ルーテル学院大学で開催される日本近代文学会九州支部・日本文芸学会合同研究大会に出席し、情報収集する。
保証付き多段階システムモデルの柔軟・継続的な洗練・進化

実世界・社会に踏み込むソフトウェアシステムにおいては,その仕様と想定環境のかみ合わせにより要求が満たされることの検証が重要かつ困難な課題である.これに対し多段階の抽象度からなるモデルを用い,複雑さを軽減しつつシステムモデルの記述と検証を行うアプローチが注目されている.しかし整合性検証に適した多段階モデルを設計し,また検証済みの整合性を壊さず継続的に変更していくことは難しい.これに対し本研究では,断片的な記述を逐次的に与えて多段階モデルを洗練させていくとともに,実行時の監視データとの照らし合わせも通してさらに多段階モデルを適合させていくための枠組みを構築する.この枠組みは形式手法Event-B上にて具体的なツールとして実現する.平成30年度においては,多段階モデルにおいて整合性を壊さず段階構造を柔軟に再構成するための技術について,ツール化および様々な構成設計を評価する実験に取り組んだ.これにより,本研究の基礎となる技術を確立しつつ,その技術により従来行われていなかった斬新な実験を行うことができた.次に,これまで扱ってきたものよりも細粒度の変更に対する影響分析の手法も確立した.これにより,本研究により支援する変更の範囲を拡げることができた.加えて,計画時には想定していなかった成果として,連続的変化を含むサイバーフィジカルシステムを扱うためのEvent-Bの拡張を考慮するような追加の取り組みも行った.計画時には想定していなかった成果として,連続的変化を含むサイバーフィジカルシステムを扱うためのEvent-Bの拡張を考慮するような追加の取り組みも行った.引き続き,反復的に具体的な利用シナリオに基づきながら,研究を進める.計画時には想定していなかった物理的挙動の扱いについても,自動運転などの例題を基に注力して進める.実世界・社会に踏み込むソフトウェアシステムにおいては,その仕様と想定環境のかみ合わせにより要求が満たされることの検証が重要かつ困難な課題である.これに対し多段階の抽象度からなるモデルを用い,複雑さを軽減しつつシステムモデルの記述と検証を行うアプローチが注目されている.しかし整合性検証に適した多段階モデルを設計し,また検証済みの整合性を壊さず継続的に変更していくことは難しい.これに対し本研究では,断片的な記述を逐次的に与えて多段階モデルを洗練させていくとともに,実行時の監視データとの照らし合わせも通してさらに多段階モデルを適合させていくための枠組みを構築する.この枠組みは形式手法Event-B上にて具体的なツールとして実現する.平成29年度においては,まず多段階モデルにおいて整合性を壊さず段階構造を柔軟に再構成するための基礎技術に取り組んだ.研究代表者らの既存の成果においては,段階構造を変更した後に手動で整合性を復元する方法に取り組んでいた.この方法の自動化に取り組むことで,目標となる基礎技術を確立した.加えて,Event-Bの標準的開発プラットフォームであるRodin上のプラグインとして,簡単な変更コマンドを入力して多段階モデルを自動更新するような仕組みを試作した.今回の試作範囲は,比較的自明な変更内容を扱うものであるが,この試作により最終的に成果となるツールの利用イメージが明確になるとともに,今後取り組む研究内容を迅速に実装し,試行・評価するための基盤ができた.予定通り既存技術の自動化を進めることができ,ツールの試作についても取り組むことができた.実世界・社会に踏み込むソフトウェアシステムにおいては,その仕様と想定環境のかみ合わせにより要求が満たされることの検証が重要かつ困難な課題である.これに対し多段階の抽象度からなるモデルを用い,複雑さを軽減しつつシステムモデルの記述と検証を行うアプローチが注目されている.しかし整合性検証に適した多段階モデルを設計し,また検証済みの整合性を壊さず継続的に変更していくことは難しい.これに対し本研究では,断片的な記述を逐次的に与えて多段階モデルを洗練させていくとともに,実行時の監視データとの照らし合わせも通してさらに多段階モデルを適合させていくための枠組みを構築する.この枠組みは形式手法Event-B上にて具体的なツールとして実現する.平成30年度においては,多段階モデルにおいて整合性を壊さず段階構造を柔軟に再構成するための技術について,ツール化および様々な構成設計を評価する実験に取り組んだ.これにより,本研究の基礎となる技術を確立しつつ,その技術により従来行われていなかった斬新な実験を行うことができた.次に,これまで扱ってきたものよりも細粒度の変更に対する影響分析の手法も確立した.これにより,本研究により支援する変更の範囲を拡げることができた.加えて,計画時には想定していなかった成果として,連続的変化を含むサイバーフィジカルシステムを扱うためのEvent-Bの拡張を考慮するような追加の取り組みも行った.計画時には想定していなかった成果として,連続的変化を含むサイバーフィジカルシステムを扱うためのEvent-Bの拡張を考慮するような追加の取り組みも行った.引き続き,反復的に具体的な利用シナリオに基づきながら,研究を進める.引き続き,反復的に具体的な利用シナリオに基づきながら,研究を進める.計画時には想定していなかった物理的挙動の扱いについても,自動運転などの例題を基に注力して進める.
アメリカ国民の対日占領構想(1943-1947)

本研究では大戦終結前後におけるアメリカの急進派知識人の戦後対日構想を、特に彼らの天皇政策に焦点をあて検討した。すでに前回の報告書の中で指摘したように、『アメラシア』関係者は、延安の岡野=「解放連盟」の戦後構想を受け入れていた。天皇観についてもその例外でなく、天皇の日本民衆に及ぼす半宗教的支配力を無視して民心離反を引き起すことを避け、人民戦線の結成によって天皇制の廃止を達成しようとした。これは天皇打倒を旗印に掲げ天皇を公然と攻撃する重慶『大公報』の天皇政策とは対照的であった。後者は強大な正規軍を背景にした政策であり正規戦型天皇観と呼べるが、前者はゲリラ戦型天皇観と呼ぶことが出来る。ラティモアは前者の、『アメラシア』グル-プは後者の天皇観を受け入れ、日本人自身の手になる天皇制の廃止を主張した。研究を進めてゆくうち岡野=「解放連盟」の存在そのもの、その戦後構想は『アメラシア』グル-プに止らず、戦後日本に撤底した改革を提唱していた米国IPRワシントン支部のジョンストングル-プにも影響を及ぼしていることが明らかになってきた。ジョンストングル-プは、岡野グル-プを戦後日本革命における中核的役割を果たすことを構想しその支援のため占領軍を反革命鎮圧軍として機能させるべく主張していた。これは戦後マッカ-サ-に伝達された、民衆による「実力行使」許容の思想と通じるものである。またアメリカ独自の反天皇の思想の例として『ニュ-ヨ-ク・タイムズ』関係者の主張した「神権国家」概念があるといえる。ユダヤ教徒の発想になると思われるこの天皇観は、神道とこれを基本におく天皇崇拝制度が、いかに日本の侵略行為の道具体として機能していたかを明らかにしている。今年度は1944年中に主として『アメラシア』誌上に掲載された日本関係の記事を検討した。理由は1944年に入るとアメリカ政府の戦後対日構想が明確化し始め、これに対抗する国民の側の構想も出てくるが『アメラシア』関係者の主張もその代表な例であったこと、さらに『アメラシア』誌上の各論文中の構想が体系的な発展を見せており、アメリカ国民の戦後対日構想を検討する本研究のモデル・ケースとなり得ると判断されたからである。これらの論文等を検討してゆくにつれ、『アメラシア』関係者が彼らの論理を築きあげる上で遠く中国の解放区延安にいた日本共産党の指導者岡野進(野坂)の戦後構想を積極的に取り入れていることが明らかになった。調査を続けると1943年コミンテルンの解散後、毛沢東の勧めもあり岡野とその指導下にあった「解放連盟」が日本軍部政権に対する公然とした政治闘争を開始したこと、『アメラシア』関係者がこれに対し強い反応を示している事実が明らかになってきた。これらの事実よりして次のことが言えると考えられる。つまりアメリカ国民は日本による侵略で苦しむ中国民衆に強い共感をいだいていたが、国務省は軍部を除に旧支配層に戦後もリーダーシップを保持させようと構想していた。国民を代表する包進的グループの一つであった『アメラシア』関係者は、戦後も旧支配層が日本を統治すると、日本は危険な侵略国家であり続けると懸念していた。しかし日本に旧支配層である「穏健派」に代って政権を担当できる民衆集団がいるという確信を持ち得ずにいた急進派は、国務省の構想を有効に批判できないで焦燥感のみ深めていた。そこに岡野=解放連盟の存在、その構想、日本国内における友軍感情の深化等の情報に接し、急進派は国務省構想批判の根拠を得て強力な反財閥の論理を展開できるようになった。以上の研究成果は「アメリカ経済急進派知識人の戦後対日構想(上)にまとめた。

二年目は主として大戦末期のアメリカの急進派知識人の天皇観について検討した。すでに前回の報告書の中で指摘したように、『アメラシア』関係者は、延安の岡野=「解放連盟」の戦後構想を受け入れていた。天皇観についてもその例外ではなく、天皇の日本民衆に及ぼす半宗教的支配力を無視して民心離反を引き起すことを避け、人民戦線の結成によって天皇制の廃絶を達成しようとした。これは天皇打倒を旗印に掲げ天皇を攻撃する重慶『大公報』の天皇政策とは対象的であった。後者は強大な正規軍を背景にした政策であり、正規戦型天皇観と呼べるが、前者はゲリラ戦型天皇観と呼ぶことが出来る。ラティモアは前者の、『アメラシア』グル-プは後者の天皇観を受け入れ、日本人自身の手による天皇制の廃止を主張した。研究を進めてゆくうち岡野=「解放連盟」の存在そのもの、その戦後構想は、『アメラシア』グル-プに止まらず戦後日本に徹底した改革を提唱していた米国IPRワシントン支部のジョンストン・グル-プにも影響を及ぼしていることが判明してきた。このグル-プは岡野グル-プを戦後日本革命の中核におく構想を持ち、これの徹底支援のため占領軍を反革命鎮圧軍として機能させることを主張していた。これは戦後マッカ-サ-に伝達された、民衆による「実力行使」許容の思想と通じるものである。またアメリカ独自の反天皇の思想として『ニュ-ヨ-ク・タイムズ』関係者の主張した「神権国家」概念があるといえる。ユダヤ教徒の発想になると思われるこの天皇観は、神道とこれを基本におく天皇崇拝制度が、いかに日本の侵略行為の道具体として機能していたかを明らかにしている。
サブミリ秒単位の時間分解能を有する超高速MRI測定方法の開発

脳機能を理解するためには、ダイナミックな特性を得る必要があり、神経電流、シナプスなどの神経活動に伴う速い信号の計測が可能な超高速MRI測定方法の開発が求められていた。本研究では、サブミリ秒(0.8ミリ秒)のデータサンプリングが可能な超高速MRI測定法を実現した。また、この測定法を改良し、通常のEEGで見られる脳活動信号の計測を試みた。そのために、サンプリング周期を伸ばす変わりに測定感度を向上した測定方法を開発した。この測定方法を用いて、EEGで見るような速い脳活動信号をMRIで検出することに成功した。現在、脳機能研究で、最も多く使われているMRI測定シーケンスはEPI(Echo Plannar Imaging)で、時間分解能(サンプリング周期)は1ー3秒であり、主にBOLD(Blood Oxygenation Level Dependent)信号を測定対象にしている。しかし、直接神経活動の時間情報を得ることが困難である。脳機能を理解するためには、ダイナミックな特性を得る必要があり、神経電流、シナプスなどの神経活動に伴う速い信号の計測が可能な超高速MRI測定方法の開発が求められている。今年度は研究計画に従って超高速MRI測定のためのMRI測定シーケンスの作成に取り組んだ。また、画像再構成においてはテスト用の簡易プログラムを作成した。さらに、得られた画像信号の特性の検証をも行った。まず、MRI測定シーケンスの作成においては通常の測定シーケンスからphase-encodingステップを省略するものを作成し、測定時間を短くした。画像再構成においてはkey-hole法を用いて簡易的なテスト用のプログラムを作成した。通常のMRI画像と異なることは時系列的なデータを収集する場合画像の信号強度が異なることがあるのでその違いを補正する必要があり、補正における特性の変調の影響をしらべるため、さらにmulti-echo MRI測定シーケンス(今回は信号が三つ収集できるもの)を作成した。この測定シーケンスを用いてMRI実験を行った。得られた画像は横緩和時間T2*に沿った画像が得られた。ファントムなどを対象にして行われたサンプリング時間ごとの評価では二つの刺激による応答信号間の違いはないことが確認された。その他、実験の付随的な結果として刺激に対する動的信号変化には脳機能部野内の神経回路の違いに関する情報が含まれている可能性があることが分かった。本研究では、脳機能を理解する上で必要な脳活動のダイナミックな特性の計測が可能な、超高速MRI測定方法を開発することを目標に研究を進めている。今年度はH26年度に作成したテスト用の画像再構成プログラムを完成した。画像再構成プログラムにより得られたMRI画像は通常のMRI画像とほぼ同等であった。この画像再構成プログラムと超高速測定用のMRI測定シーケンスとを用いて神経電流の測定を試みた。ファントムモデルでは1ミリ秒のパルス幅を持つ電流の測定も可能であった。しかし、画像上の位置誤差が確認され、その改善を検討中である。また、脳活動の微視的な観点からの計測を行った。具体的には、ファントムモデルは通常のMRI用ファントムに電流を通すためのリード線を通して作製した。通常のPhase-Encodingステップを持つリファレンス画像と1ミリ秒の時間分解度の超高速MRIデータ収集時に、電流を流すときと流さないときの差で電流による画像への変化の検出をテストした。ファントムモデルのリード線により磁化率の影響が大きいところでも、超高速測定により得られたMRI画像(InI再構成画像)は、リファレンス画像と比べて差はほとんど見られなかった。また、電流による画像への変化も検出された。しかし、InI再構成画像では、リファレンス画像と比べて、実際の電流変化が起きた位置との誤差が大きかった。その位置誤差とPhase-Encodingステップの関連を調べるため、Key-hall法を用い、Phase-Encodingステップ数を増加させた。約3分の1程度のステップ数の増加により位置誤差は改善された。現在、位置誤差の改善のための画像再構成プログラムにこの情報を反映して改善を行っている。また、電流を流すときの画像をリファレンス画像として使用することなどによる位置誤差の改善をも検討中である。今年度の目標である、画像再構成プログラムの作成が出来たことと、脳内の神経活動に伴う速い信号の検出可能性を調べ、ファントムモデルで、ほぼ神経電流のaction potentialに近い、狭い幅の電流を検出することが出来た。現在、脳機能研究で、最も多く使われているMRI測定シーケンスはEPIで、時間分解能は1ー3秒であり、主にBOLD信号を測定対象にしている。(H26-H27年度の研究実績)この測定法の実現はMRI測定シーケンスと画像再構成法の改良により実現できた。MRI測定シーケンスにおいては通常の測定シーケンスからphase-encodingステップを省略したものを作成した。測定時間の更なる短縮のために、multi-echoMRI測定シーケンスを作成した。画像再構成の方法においては、省略されたphase-encodingステップの情報を推定するためのInI画像再構成アルゴリズムを作成した。開発した測定法のテストでは、1ミリ秒の高速サンプリング周期で収集した画像への短いパルス幅をもつ電流による磁場変化の検出を試みた。電流による画像への磁場変化が検出できた。(H28年度の研究実績)

開発した超高速測定方法による脳活動に伴う神経電流の計測において、複数の物理実験から、より高い測定感度が必要であることがわかったので、測定法の改良を行った。改良された測定方法では、既存の0度に加え、45度と135度のread-outを追加した。改良した測定方法により、EEGで見るような脳活動信号の検出を試みた。10ミリ秒のサンプリング周期(100Hz)で測定を行った。チェッカパターンによる視覚刺激の呈示により誘発するδとβバンドでの信号変化の検出が出来た。脳機能を理解するためには、ダイナミックな特性を得る必要があり、神経電流、シナプスなどの神経活動に伴う速い信号の計測が可能な超高速MRI測定方法の開発が求められていた。本研究では、サブミリ秒(0.8ミリ秒)のデータサンプリングが可能な超高速MRI測定法を実現した。また、この測定法を改良し、通常のEEGで見られる脳活動信号の計測を試みた。そのために、サンプリング周期を伸ばす変わりに測定感度を向上した測定方法を開発した。この測定方法を用いて、EEGで見るような速い脳活動信号をMRIで検出することに成功した。今年度の目標である測定シーケンスの作成ができた。また、画像再構成のテストプログラム作成とそれによる画像の評価として、画像信号の減衰特性に関しては予想どおりのものが得られ、目標である超高速MRI法のための画像再構成基盤をつくることができたのでおおむね順調に進展していると判断できる。平成28年度では前年度の成果を踏まえ、電流検出に関する位置精度の向上を行う。このために、Sparse Imagingなどの技術の併用を検討する。また、実際の脳での神経活動の計測に挑戦する。まず、高時間分解能の利点を生かして、fMRI信号の立ち上がりの情報から、脳内の神経活動に伴う速い信号の検出を試みる。さらに、視覚神経経路での信号伝播過程の検出をも試みる。当初の研究計画どおり進めていく。平成27年度は前年度の成果を踏まえ、MRI測定シーケンスのテストをしながら画像再構プログラムの作成を行う。Key-hole法を使った前年度のプログラムと比較しながら、単純な再構成法から検討して行く。また、脳内の神経活動に伴う速い信号の検出可能性についてもMRI実験を行いながら探索して行く。国内学会への参加計画がキャンセルされて、参加登録費などの費用が発生しなかった。研究データ保存のための記録媒体を購入したが、値下げにより納入価格が下がった。英文校正に使用する。次年度の消耗品の購入に使用する。