hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
造血細胞移植療法における腫瘍特異免疫および胸腺機能の解析

従来の10倍以上の検体量を用いたテトラマーによる抗原特異的T細胞の解析方法が確立され、検出感度が格段に改善した。また、MLPC法によりWT1特異的Tリンパ球の培養にも成功した。移植骨髄液の非培養細胞の腫瘍特異的Tリンパ球をテトラマー法で測定したところ、陽性細胞数はリンパ球の0.01%以下であり、陰性コントロール(negative tetramer)とは差があると予測されるものの、有意差を証明するのは困難であると考えられた。他研究者の報告や文献より、腫瘍抗原特異的T細胞は造血細胞移植後においても頻度が極めて低いことが多く、非培養検体での検出率は低く、正確な評価が困難であることが予測された。一方ペプチド培養を行った検体では健常人からも腫瘍特異的T細胞が検出される場合があるとの報告もあり、腫瘍抗原特異的T細胞のphenotypeやサイトカイン産生能を検索する上で培養増幅は不可欠であると考えられた。このため、テトラマー法による腫瘍特異的T細胞の測定法を培養により行う系を確立すべく条件検討を行った。具体的には、ペプチドワクチン投与患者のCTL増幅法に習って、Mixed Lymphocyte Peptide Culture (MLPC)をHLA A0201およびA2402を有する健常人ドナー検体にて試みた。また、低頻度の腫瘍特異的T細胞をより正確に測定するためには、テトラマーの非特異的な染色による偽陽性を最小限にするとともに、CD3やCD8によるテトラマーの結合阻害を最小限にする測定法の確立が不可欠と考えられた。このため、まずはテトラマーの結合阻害が最小限となるCD8のクローンの同定を行い、従来から使用していたSK1はT8クローンよりもテトラマーの結合阻害が少ない可能性が示唆された。また、従来のCD3, CD8を染色する方法からCD4, CD13, CD19, 7-AADによる染色で非特異的細胞の除外を行う方法に変更することで、より精度の高いテトラマー測定法が確立された。本研究では1回の解析で従来の10倍量のリンパ球を解析する方法を開発し、末梢血中に存在する微量の腫瘍特異的細胞の検出を行うことに成功した。造血細胞移植療法を受けたハイリスク白血病患者34例、延べ88検体について腫瘍特異免疫の解析をテトラマー法で行った。リンパ球あたりのテトラマー陽性CD8+細胞率の全検体平均値はA02の陰性コントロールで1.0*10^<-4>%,CMVで3.7%,WT1が5.9*10^<-4>%、A24の陰性コントロールで0.4*10^<-4>%,CMVで0.07%,WT1で1.2*10^<-4>%であった。WT1特異細胞の割合は非常に少ないものの、陰性コントロールと比べることで明らかに存在することが示された。尚、WT1特異的リンパ球は陽性カットオフ値をリンパ球の0.001%とした場合の陽性検体は、HLA-A0201あるいは0206陽性の32検体中9、HLA-A2402では57検体中0であった。HLA-A24拘束性のWT1特異的リンパ球は、CMV特異的リンパ球と同様に、HLA-A02拘束性に比べると誘導効率が低いと考えられた。しかし、末梢血単核球をWT1ペプチドとIL-2で培養した場合には、HLA-A24症例においてもWT1特異的なリンパ球が十分に誘導されたことから、WT1ワクチンが造血細胞移植後の免疫療法として有用である可能性が示唆された。また本研究では従来に比べ大量の全血を直接テトラマーで染色する免疫解析法を開発し、抗原特異的リンパ球の検出感度をこれまでの10倍以上に高めることに成功したため、この方法が今後ワクチン療法の免疫モニタリング法として活用できることが期待される。また、本研究で開発したMLPC法で得られた抗原特異的リンパ球のphenotype解析ではWT1特異的リンパ球はCMV特異的リンパ球に比べCD27陽性率が高く、CD45ROとCD57陽性率が低く、より細胞障害活性が高い可能性が示唆され、今後の免疫に支の開発に有望な結果が得られた。
NIMBYをめぐる環境紛争と合意形成の多元性に関する比較社会学的研究

「リスク社会」という時代診断のなかで、NIMBY(Not-In-My-Backyard)を争点とする環境紛争をめぐり迷惑と必要の必然性にいかに対処するのか。ノイズを排除し徹底的に合理的なコミュニケーションをとったり、ローカルなポリティクスのなかで住民運動を動員し反対政治を組織したりすることによって問題解決の突破口を見出そうとするのではなく、それぞれの地域における意思決定のプロセスや構造的な制約を明らかにすることによって、多元的で生活世界の存在根拠を基点にした合意形成の可能性を提示した。環境社会学における合意形成論の研究誌を整理しながら、合意形成を大きく、(1)合理的手続き主導型、(2)共同体規範主導型、(3)公的機関主導型、(4)生活世界の存在根拠に連動する合意形成の4つに分類し、多様なパースペクティブからNIMBYを主題に掲げた研究のレビューをおこなうとともに、当該課題にかかわるより汎用性の高い合意形成論を展開するための論点を抽出した。一方、迷惑施設の立地をめぐって現実に生起している合意形成の現場を説明するため、主として石川県輪島市門前町大釜地区において聞き取り調査を実施した。調査の対象となる地域は、能登半島地震によって、その疲弊した地域社会の実像が映し出された。なかでも、ムラが県内最大規模となる民間の産業廃棄物処理施設の誘致を決めた集落の選択は、奥能登の山村が深刻な過疎と高齢化で存続の危機に直面している厳しい現実を表象するシンボルとして報道された。ある限界集落の選択。それは決して特異なケースではない。産廃処分場の立地をめぐって、みずからの立場や主張の正当性を「環境」という課題に求めて競う環境紛争の射程は、私たちが依拠してきた、ときに「便所のないマンション」とも揶揄される社会・経済システムを支えてきた価値観や生活世界の存在根拠、換言すれば、大量消費・大量廃棄社会の内部の人びとの日常意識と無限幻想を支えてきた「間接化の構造」の存立を問う点にまで及んでいることを生活世界の実相から明らかにするための検討をおこなった。一方、迷惑施設の立地をめぐって現実に生起している合意形成の現場を説明するため、主として長野県安曇野市豊科町および上田市において聞き取り調査を実施した。調査の対象となる地域は、廃棄物処分場の立地選定が「民主的」で「科学的」な手続きのもとで進められたにもかかわらず、その帰結が地域社会の承認を得ることができずにいる。最終処分場の立地をめぐって、みずからの立場や主張の正当性を「環境」という課題に求めて競う環境紛争の射程は、私たちが依拠してきた、ときに「便所のないマンション」とも椰揄される社会・経済システムを支えてきた価値観や生活世界の存在根拠、換言すれば、大量消費・大量廃棄社会の内部の人びとの日常意識と無限幻想を支えてきた「間接化の構造」の存立を問う点にまで及んでいることを生活世界の実相から明らかにするための検討をおこなった。あわせて、こうした検討を比較社会学的な視点をもっておこなうため、都市化と生活世界における物質化が社会の民主化とともに急速に進むネパール、カトマンドゥにおける廃棄物問題に関する基礎的な調査に取り組んだ。合意形成論、リスク社会論など社会的意思決定に関する研究誌を整理しながら、迷惑施設の立地をめぐって現実に生起している合意形成の現場を説明するため、主として長野県安曇野市、や大町市をはじめとする長野県中信地区の自治体と岡山県津山市において聞き取り調査を実施した。最終処分場の立地をめぐって、みずからの立場や主張の正当性を「環境」という課題に求めて競う環境紛争の射程は、私たちが依拠してきた、ときに「便所のないマンション」とも揶揄される社会・経済システムを支えてきた価値観や生活世界の存在根拠、換言すれば、大量消費・大量廃棄社会の内部の人びとの日常意識と無限幻想を支えてきた「間接化の構造」の存立を問う点にまで及んでいることを生活世界の実相から明らかにするための検討をおこなった。本研究では、廃棄物処理問題に典型的に現れる環境リスクの受容をめぐる問題に直面する地域社会の現実に焦点をあてながら、社会的意思決定過程におけるコミュニケーションのあり方について考察をおこなってきた。

そのうえで、環境に関わる社会的決定の仕組みは、「協議会」方式が一般的であるが、リスクの管理主体としての責任や、地域の時間的、空間的蓄積を反映することができず、構造的な問題があることをあきらかにするとともに、こうした検討を比較社会学的な視点をもっておこなうため、都市化と生活世界における物質化が社会の民主化とともに急速に進むネパール、カトマンドゥにおける廃棄物問題に関する基礎的な調査に取り組んだ。
胆道領域がんの発がん・増殖・進展にかかわる分子機構の解明と臨床治療への応用

多数の胆道領域がんバイオリソースを用いて、発がん・増殖・進展に関わる分子機構の解明を行った。その結果、腫瘍発生部位に関連する4候補遺伝子が見いだされ、免疫組織学的検討で腫瘍存在部位に一致した発現傾向を得た。腫瘍進展因子IDCC(Intraductal carcinoma component;上皮内がん成分)に関連する50候補遺伝子の解析では、IDCC陰性群(高悪性度群)に高く発現している遺伝子の多くは転移・浸潤に関連した遺伝子であることが判明し、臨床病理組的解析結果の裏付けとなった。さらに、これら遺伝子を標的にした新規抗がん剤の前臨床試験も可能なin vitro assay系も確立された。難治性のがんとされている胆道領域がんの治療成績向上、さらには発がん機構の解明のためには、まず、その臨床病理学的特性を詳細に把握することが必要であると同時に、それらと“紐付け"可能な臨床検体を用いた包括的な分子病理学的検討が急務である。そこで、研究代表者が新たに樹立した日本人由来の胆道領域がん培養細胞株13種、ジェノグラフトモデル26症例、凍結保存された胆道領域がん臨床サンプル350症例(非腫瘍性胆管も含まれる)、手術症例約400症例の切除標本を軸に、胆道領域がんの発がん・増殖・進展に関わる分子機構の解明と、新規抗癌剤の前臨床試験を通じた検証を行っている。平成26年度は、凍結保存した検体から薄切標本を作製し、これらからRNAを抽出し、マイクロアレイを用いた網羅的な発現プロファイル解析を行った。解析結果は、凍結材料に対応する匿名化された患者手術標本データと関連付けを行い、146症例の胆道領域がん遺伝子発現データベースを完成させた。本データベースは単独施設としては最大級と考えられる。本データベースを用いて、腫瘍の存在部位(肝臓内と肝臓外)に基づいた群分けを行い、さらに正常胆管を含めた各群間で比較した遺伝子発現プロファイル解析の結果から、著明な差異のある分子を複数個選出し、定量的Real-Time PCR法を施行して発現の確認を行った。平成27年度は、昨年度146症例の胆道領域がん遺伝子発現データベース解析結果と定量的Real-Time PCR法による発現の確認から選出した、腫瘍の存在部位(肝臓内と肝臓外)で著明な差異のある候補分子に関して免疫染色による確認を進めた。さらに、新たに樹立した日本人由来の胆道領域がん培養細胞株13種からRNAを抽出して同様の解析を行い、データベースを確立した。一方、腫瘍進展様式(上皮内がん成分(IDCC)の有無)に基づいたデータの群分けに関しても解析を進めており、差異のある候補遺伝子の選定を進めている。前臨床試験に関しては、現在標準化学療法とされるジェムシタビンとシスプラチンの併用療法の効果をin vitro assayで初めて証明した。さらに新規抗がん剤Xに関して、ジェムシタビンとシスプラチンとの多剤併用試験をin vitro assayで行い、その効果判定を行った。こういった胆道領域がんにおける多剤併用in vitro assayは世界的に行われておらず、臨床試験でしか示すことができなかった多剤併用療法の薬効検討を可能にしたassay系を確立したことは有意義と考えられる。昨年度146症例分の胆道領域がん遺伝子発現データベースから腫瘍部位別に差異のある候補遺伝子を選出したが、免疫染色による検討でも著明な際を証明するには至らなかった。そのため、今年度はさらに、細胞株13腫から得られたRNA発現解析結果を用いて、腫瘍部位間で著明な差を示す候補遺伝子を複数個選出した。しかし、これらの候補遺伝子と昨年度切除検体から選出した候補遺伝子とは一致しなかった。細胞株で選出した候補遺伝子を定量的Real-Time PCR法を施行して発現の確認を行って再検討し、現在ウェスタン法と免疫染色による検討を加えているため、遅れていると判断した。一方、前臨床試験に関しては、世界的に行われていない胆道領域がんにおける多剤併用in vitro assayが確立でき、臨床試験でしか示すことができなかった多剤併用療法の薬効検討が行うことができたため、概ね順調と判断している。以上のように、手術材料検体および細胞株検体を用いた発現解析に関しては、予定より遅れが認められるが、前臨床試験に関しては順調な研究遂行が行われていると判断し、全体としては、やや遅れていると判断した。難治性がんである胆道領域がんの治療成績向上、発がん機構の解明には、その臨床病理学的特性を詳細に把握すると同時に、それらと“紐付け"可能な臨床検体を用いた包括的な分子病理学的検討が急務である。本研究では、研究代表者が新たに樹立した日本人由来の胆道領域がん培養細胞株13種、凍結保存された胆道領域がん臨床サンプル350症例、手術症例約400症例の切除標本を軸に、胆道領域がんの発がん・増殖・進展に関わる分子機構の解明と前臨床試験を通じた検証を行った。

平成28年度は、胆道領域がん臨床サンプル146症例および細胞株から得られた遺伝子発現データベースを用いて、腫瘍の存在部位(肝臓内と肝臓外)、腫瘍進展様式(上皮内がん成分(IDCC)の有無)に関与する遺伝子検索と定量的Real-Time PCR法による発現の確認、切除検体を用いた免疫組織学的検証を行った。また、本研究で確立した胆道領域がんin vitroassay系を用いて、シスプラチン感受性に関与する遺伝子検索を行った。全期間を通じて、腫瘍存在部位によって有意差のある遺伝子を4分子まで絞り込み、免疫組織学的検討で腫瘍存在部位に一致した発現傾向を得た。IDCCの有無で有意差のみられた50個の候補遺伝子の解析で、IDCCを有さない腫瘍群(高悪性度群)に有意に発現している遺伝子の多くは転移・浸潤に関連した腫瘍の悪性度に関わる遺伝子であった。今後さらなる絞り込みを行う予定である。シスプラチン感受性に関与する候補遺伝子を4分子まで絞り込み、いずれも細胞株を用いた免疫染色での発現と感受性がほぼ一致した。本研究により、腫瘍進展様式に関する臨床病理学的解析結果を裏付ける候補遺伝子が選定され、多剤併用試験をも可能にした胆道領域がんin vitro assay系の確立により、これら遺伝子を標的にした新規抗がん剤の前臨床試験も可能になると考えられた。多数の胆道領域がんバイオリソースを用いて、発がん・増殖・進展に関わる分子機構の解明を行った。その結果、腫瘍発生部位に関連する4候補遺伝子が見いだされ、免疫組織学的検討で腫瘍存在部位に一致した発現傾向を得た。腫瘍進展因子IDCC(Intraductal carcinoma component;上皮内がん成分)に関連する50候補遺伝子の解析では、IDCC陰性群(高悪性度群)に高く発現している遺伝子の多くは転移・浸潤に関連した遺伝子であることが判明し、臨床病理組的解析結果の裏付けとなった。さらに、これら遺伝子を標的にした新規抗がん剤の前臨床試験も可能なin vitro assay系も確立された。非常に多数の凍結検体から、クオリティーの高いRNAの抽出とマイクロアレイを用いた網羅的な発現プロファイル解析、さらに匿名化された患者手術標本データと関連付けを行い、146症例分の胆道領域がん遺伝子発現データベースを完成させたことは、順調な研究遂行が達成できたと判断している。しかし、差異のある分子を複数個選出し、定量的Real-Time PCR法を施行して発現の確認を行ったが、これらは既に報告されている遺伝子であり、さらに異なる候補遺伝子の検索を行っている。また、胆道がん培養がん細胞株や新鮮切除材料の免疫不全マウスの胆道に同所性移植は、現時点では候補遺伝子の同定が十分でない点や動物倫理の観点から現時点では行っていない。腫瘍の存在部位(肝臓内と肝臓外)に基づいた群分けだけでなく、今年度は既に腫瘍進展様式(上皮内腫瘍成分(IDCC)の有無)に基づいて群分けして、差異のある候補遺伝子の選出を行っている。
古代日本語における「訓読」と「仮名の形成」の相関について

本研究の目的は、東アジア漢字圏に位置しておりながら、もともと自分たちの書記する文字を持たなかった古代の日本において、中国から将来した漢語を受容することによって、どのように書記における日本語を獲得、生み出していったかということを解明するものである。漢語を訓読することによって日本語へと転換させていった過程の解明に、日本語と同じような語順をもつ中国少数民族のナシ族の口頭言語と書記言語の言語規範を調査するという新しい観点からの方法を用いて研究を進めた。東アジア漢字圏に位置する古代日本においては、もともと、日本独自の文字を発明することなく、中国の漢字を用いることによって、書記するための日本語が始まらざるを得なかった。本研究は、仮借文字の仮名化を広義の訓読環境のもとでの文字属性の転換結果として位置づけ、中国語である漢語を使用しながら、それを訓読することによって日本語へと転換させていったことについて明らかにするものである。今年度も中国の少数民族であるナシ族の言語規範の調査を行い、それぞれのアンケート調査から、書記者毎の傾向と書記間の傾向を分析し、標準的な仮借文字が認められるかどうかの検証を重ねた。アンケートは単語や平常文について小学生から年配層まで行った。そこから同じ膠着語であるナシ語と日本語における書記言語の規範をさぐり、古代の書記における日本語の研究を進めた。古代日本において、漢字伝来当初、その漢字が中国語を書記するものであり、さらには日本語をも書記できるものだということを認識するに至るまでに相当の期間を要したと考えられる。その中で、中国の作品の内容等について、日本語の文字を持たなくて、また、訓読も進んでいない段階ではどのような伝達の方法があったかを推し量ることは難しいことである。しかし、倒置方式での書記と共に、日本語を目指した『古事記』の書記やその他の日本の古代史料を分析することによって、黎明期の日本語の解明を目指し、研究を進めた。研究分担者の二名も、それぞれ萬葉集における仮名字母の標準化、仮名主体表記・訓字主体表記の歌巻の調査を進めた。東アジア漢字圏において、日本は、もともと自国の文字を発明せず、中国の漢字を仮借することによって日本語の書記を始めざるを得なかった。本研究は、仮借文字の仮名化を広義の訓読の環境のもとでの文字属性の転換結果として位置づけ、中国の漢語を用いながら、それを訓読することによって日本語へと転換させていったことを明らかにするものである。毛利は今年度、中国の少数民族ナシ族の使用言語であるナシ語の現地調査を行った。中国から漢字が将来した当初、日本にあって漢文を修めた日本人によってのみ、書記する日本語がはじまり、その書記言語と口頭言語とは遊離した存在であった。日本の事柄を書記しながらも中国語である漢文体でしか記せなかった時代を経て、漢語を訓読することによって日本語をだんだんと獲得し、漢文体からはなれた日本語文の文章・文体を誕生させた。その過程の解明は、今も中国にありながらナシ語を使うナシ族の言語規範を調査することによって、甚だ得る所が多く、今回はナシ族の歌謡をテキストに、歌謡の表記の仮借に関して、中学生から大人まで広くアンケート調査を行い、日本語と同じ膠着語であるナシ語から日本語の書記言語の規範を探り、詳細な調査を試みた。研究分担者の尾山は、萬葉集における略音仮名の分布と使用頻度の詳細な調査を行い、おなじく分担者の佐野は、日本書紀における倭音の分布と使用頻度の調査を進め、それぞれに着実な研究成果をあげることができた。各々の成果を持ち寄って、活発な研究会を開催し、初年度の研究方向を見据え、また基礎を固めて次年度への研究へと発展させることに成功した。東アジア漢字圏に位置する古代日本においては、もともと、日本独自の文字を有することや発明することはなく、中国から将来した漢字を用いることによって、書記のための日本語が始まらざるを得なかった。本研究の目的は、仮借文字の仮名化を広義の訓読環境のもとでの文字属性の転換結果として位置づけつつ、中国語である漢語を使用しながら、それを訓読することによって、日本語へと転換させていった道程について解明することにある。本研究期間を通してずっと継続してきた中国の少数民族であるナシ族の言語規範の現地調査を今年度も実施した。その内容は主にナシ族の人たちへの対面によるアンケート調査である。ナシ語の母語者による仮借文字例を収集し、あわせて中国語文献にみられるナシ語の語彙の仮借表記とを比較することで、略音仮名の出現傾向など、仮借文字の仮名化の傾向を分析した。この調査の結果から同じ膠着語であるナシ語と日本語における書記言語の規範をさぐり、それを援用しながら、古代日本語における書記言語の成り立ちの解明を進めた。漢字伝来当初は、中国語である漢字は、中国語を書記するものであり、そこから漢字を用いて日本語を書記するまでにはそれなりの長い期間を要したと考えられる。やがて漢語である漢字を日本語に適するように訓読することによって、書記する日本語の歴史がはじまることになる。

本研究では倒置方式での書記と共に、日本語を目指して書かれた『古事記』などの古代の史料について、これまでの研究史をつぶさに精査して、本研究者が提唱する「倭文体」なるあらたな視点からの概念を導入して、黎明期の日本語の解明を進めた。古代日本語中国における少数民族であるナシ族の固有言語であるナシ語の言語規範を援用して、古代日本語の書記について解明するための現地調査は、今年度も順調に進めることができ、収穫があった。日本語の黎明期に中国から将来した漢語と日本語の相関関係の中から、訓読することによって、日本語を獲得していった形成過程を中国本土の漢民族の影響下にありながら、独自の言語規範をもつナシ語と比較対比させながら、古代日本語の書記過程の解明を進めることができた。本研究の中心をなす中国少数民族の使用言語であるナシ語から、古代日本語の仮借表記をさぐるための現地調査を行った。今年度はこれまでの調査に基づいて新たにナシ語の歌謡をアンケート素材としての漢語とナシ語の相関についてアプローチし、それを日本語の黎明期に中国から将来した漢語と日本語との相関を探る一つの研究手法に生かして、漢語を訓読することによって、あるいは仮名形成の相関によって書記の日本語を誕生させた過程の解明を進めることができた。分担者の日本書紀や萬葉集を通しての調査とあわせて、着実に研究を押し進めることができたと思う。平成26年度は最終研究年にあたるので、これまでの調査報告・研究会での成果を踏まえて、総合的な研究成果を纏める予定である。提唱する「倭文体」における訓読と仮名化の総合などについて、東アジア漢字圏のそれぞれの言語、特にナシ語の言語規範と比較検討し、提唱する自説の説得性を高めたい。また、日本語の黎明期に始まった漢文訓読という日本語の獲得方法について、古事記などの文章が、従来、変体漢文であると把握され、曲解されてきた面を再検証して、東アジア漢字圏の書記規範をも取り入れて、古事記、日本書紀、萬葉集のそれぞれの用字法及び文体の比較研究をおし進めたい。中国少数民族のナシ語から古代の日本語を解明していくことは、甚だ独創的な研究手法であり、今年度の現地調査での研究成果から大きな手応えを感じているので、今後も、実地調査を継続し、仮名字母の標準化を考える端緒としていきたい。また、日本書紀の仮借表記における倭音の混入は、これまで書記区分論の観点からは議論されてきているが、倭音の出現頻度の調査をすすめ、萬葉集の標準的な仮名字母を考える上で、仮名としての標準化に関わって、倭音の現れ方を検証し、日本書紀歌謡や訓注における倭音と標準仮名字母との相関も明らかにしていき、総合的な古代日本語の解明を目指すものである。研究代表者は滞りなく、適正に研究費の支出を行ったが、研究分担者に残金が出たためである。研究分担者は、平成26年の最終研究年度における海外調査の参加も視野にいれているため、その費用等のために今年度は残金を出したという結果になった。平成26年度、研究代表者とともに、研究分担者も中国雲南省でのナシ族の現地調査に参加し、本研究の集大成とすべく、渡航を考えているため。主に研究の中心をなす、中国でのナシ族に対する現地調査のための渡航費用等に研究費を使用する計画である。今後、分担者も同行して中国での調査をする計画もある。
FPGAによるエレクトロマイグレーション原子の高速移動制御と原子接合構造の作製

本研究では、エレクトロマイグレーションにより駆動される単一原子の移動過程を、FPGAを用いたカスタムハードウェアにより精緻かつ高速に「その場」制御することが可能な手法の開発を目的としている。具体的には、原子スケールの接点構造である「原子接合」や、原子スケールのギャップ構造「原子ギャップ」を作製する。これらの技術を用いて原子1個数個分のアイランド電極を有する単電子トランジスタである「“単原子"トランジスタ」の実現を目指す。研究成果として、原子接合や原子ギャップの形成に成功し、アイランド電極のサイズが10nm以下(原子が数10個以下)の単電子トランジスタを同時に複数個一括作製する技術を開発した。本研究では、金属細線でのエレクトロマイグレーション現象を利用し、金属原子を室温で一つずつ移動させることが可能な、新しい原子移動操作技術の開発を行う。これらの技術を応用し、原子1個数個分の島電極を有する単電子トランジスタである「“単原子"トランジスタ」の実現を目指す。技術的には、金属細線でのエレクトロマイグレーションの発現強度を、印加電圧のその場フィードバック制御により調整する。本研究では、Field-Programmable Gate Array(FPGA)を用いたカスタムハードウェアを独自に構築し、原子を高速に移動制御する技術を開発する。これより、“エレクトロマイグレーション"という簡単な手法にて原子スケールデバイス技法の開拓を行い、単原子機能の発現・制御手法の確立を目指す。初年度(平成27年度)では、FPGAを利用したエレクトロマイグレーション計測制御専用ハードウェアシステムを構築した。本システムは、Host-PC、再構成可能なFPGA、計測対象(金属ナノ細線)から構成され、"電圧フィードバック制御型エレクトロマイグレーション法"のアルゴリズムがハードウェア(FPGA)に実装された形で実行される。これより、汎用プロセッサによるソフトウェア環境に比べ、計測・制御・処理の大幅な高速化が可能となる。今回構築したシステムでは、計測制御時にソフトウェア処理を介さず、計測対象であるAuナノワイヤ試料とFPGA間で制御が行われる。これより、制御ステップ時間としてはマイクロ秒程度での高速なエレクトロマイグレーションの実行を確認し、さらに、プロセス全体の終了時間を1秒以内で完了させることに成功した。本研究課題では、通電処理という至極簡単な手法のみで、FPGAを用いたエレクトロマイグレーションにより駆動された原子の高速な移動制御が可能であることが明らかとなった。これは、従来のGPIBと汎用オペレーティングシステム(GPOS)を用いたソフトウェア環境によるエレクトロマイグレーション制御の1000-10000倍の高速性能を示している。次年度(平成28年度)では、FPGAを利用した電圧フィードバック制御型エレクトロマイグレーション専用のカスタムハードウェアを構築した。実際に、FPGAカスタムハードウェアを用いて、Au細線に対して電圧フィードバック制御型エレクトロマイグレーション法を適用した。印加電圧の超高速なフィードバックを繰り返しながら計測制御が進行していることが確認でき、プロセス時間に注目すると、300ミリ秒で処理プロセスが終了し、構築したシステムによる計測制御の時間間隔がマイクロ秒オーダーであることが明らかとなった。また、当該制御プロセス中におけるAu細線でのコンダクタンスは量子化され、離散的に変化した。これはエレクトロマイグレーションによりAu細線が徐々に狭窄化され、室温下において量子ポイントコンタクト(=原子が1個数10個ほどで形成された原子スケールの接合構造)が形成されたことを示している。本研究課題では、FPGAを用いた専用カスタムハードウェアによる超高速エレクトロマイグレーション計測制御技法を開発し、Au細線のコンダクタンスが300ミリ秒で1G0以下まで減少していることが確認した。これより、Au細線の狭窄部では、制御プロセス開始から180ミリ秒ほどで原子数が12個の原子接合が形成され、その後、185-190ミリ秒ほどで、狭窄部の原子数が1個以下となり、原子スケールのギャップ構造(=トンネルギャップ)が形成されたことが明らかとなった。これより、原子接合や原子ギャップなどの原子スケール構造体をミリ秒という時間スケールで超高速に制御可能な作製技術の開発に成功した。

これより、“エレクトロマイグレーション"という簡単な手法にて原子スケールデバイス技法の開拓を行い、単原子機能の発現・制御手法の確立を目指す。最終年度(平成29年度)では、これまでに開発してきたFPGAを用いた専用カスタムハードウェアによる超高速エレクトロマイグレーション手法により、Au細線に対して電圧フィードバック制御型エレクトロマイグレーション法を適用した。これより、Au原子が1個数個の接点構造である「原子接合」や、原子1個数個のギャップ構造である「原子ギャップ」の作製に成功した。さらに、本手法を直列に接続されたAuナノギャップに適用し、同一電流を複数のナノギャップに通電させることで、210素子の複数個の単電子トランジスタを同時に一括作製する技術を開発した。作製された素子は室温でゲート電圧によるクーロンブロッケード変調特性を確認でき、アイランド電極のサイズが10nm以下(原子が数10個以下)であることを示している。本手法をさらに精緻に制御することで、アイランド電極のサイズが原子1個数個ほどの単原子トランジスタの開発が可能であることが示唆された。本研究では、エレクトロマイグレーションにより駆動される単一原子の移動過程を、FPGAを用いたカスタムハードウェアにより精緻かつ高速に「その場」制御することが可能な手法の開発を目的としている。具体的には、原子スケールの接点構造である「原子接合」や、原子スケールのギャップ構造「原子ギャップ」を作製する。これらの技術を用いて原子1個数個分のアイランド電極を有する単電子トランジスタである「“単原子"トランジスタ」の実現を目指す。研究成果として、原子接合や原子ギャップの形成に成功し、アイランド電極のサイズが10nm以下(原子が数10個以下)の単電子トランジスタを同時に複数個一括作製する技術を開発した。第2年度(平成28年度)では、これまでに開発してきたFPGAを用いた専用ハードウェアによる超高速エレクトロマイグレーション計測制御技法を用いて、電圧フィードバック制御型エレクトロマイグレーション法による原子接合や原子ギャップなどの原子スケール構造体の高速な作製技術の開発を行う。最終年度(平成29年度)では、これまでに開発してきたFPGAを用いた専用カスタムハードウェアによる超高速エレクトロマイグレーション計測制御技術により、アイランド電極のサイズが原子1個数個ほどの単原子トランジスタ(Single-Atom Transistor: SAT)の開発を目指す。
被災度調査及び表層地盤リスク把握に基づく家屋単位の簡易な地震危険度評価手法開発

本研究ではこれまで一般的に行われてきた地震時の地域危険度評価(被害予測)に基づく地域防災計画立案の課題を克服し、よりきめの細かい「地区防災計画」の策定や住宅の耐震改修の実施判断に資する新たな手法を提案する。具体的には表層地盤の振動特性を簡易な手法で計測して、木造住宅の家屋単位で被害を予測する方法を開発する。本研究の特長は、研究組織メンバーが有する過去の地震災害での木造家屋被害調査結果と地盤振動特性評価技術とを併せて活用することで、簡易で実証的な評価システムが得られるところにある。
がん骨転移と骨代謝を繋ぐ細胞間相互作用解明のための革新的イメージングシステム開発

生きているマウスの中で、乳がん骨転移巣におけるがん細胞と微小環境細胞の細胞間相互作用を可視化して解析するために、骨髄内で、高空間分解能または高時間分解能で多色イメージングが出来る革新的蛍光イメージングシステムを開発した。さらに、さまざまな蛍光タンパク質が発現する乳がん細胞株を樹立し、その骨転移モデルを開発し、骨髄でがん細胞と血管、間質細胞、基質コラーゲンなど各種微小環境細胞のイメージングに成功した。骨髄で、抗がん剤5FUの投与で生存する抗がん剤耐性に関与する乳がん細胞を同定し、各種微小環境細胞との相互作用のイメージングに成功した。生きているマウスの中で、乳がん骨転移巣におけるがん細胞と微小環境細胞の細胞間相互作用を可視化して解析するために、すでに申請者が開発した補償光学型長波長2光子励起顕微鏡をさらに高度化し、骨髄内で、高空間分解能または高時間分解能で多色イメージングが出来る革新的蛍光イメージングシステムを開発する目的で研究を進めた。具体的には、新規蛍光イメージングシステムの開発では、高散乱体で屈折率差の大きい骨組織で焦点体積を最小化し、2光子励起顕微鏡観察を最適化するための高空間分解能イメージングユニット開発に焦点を絞り、長波長化の至適条件検討や補償光学系の改良など補償光学型長波長2光子励起顕微鏡の高度化を進めた。また、さまざまな蛍光タンパク質が発現するヒト乳がん細胞株の樹立では、骨転移可能な乳がん細胞としてMDA-MB-231細胞とMCF-7細胞の2細胞に焦点を絞り、励起・蛍光波長スペクトルの異なるさまざまな蛍光タンパク質が発現する乳がん細胞株の樹立を行った。さらに、微小環境細胞にさまざまな蛍光タンパク質が発現するトランスジェニック(Tg)マウスの作製では、幹細胞ニッチ細胞の候補としてCXCL12発現CAR細胞にGFPまたはKusabira Orange (KO)の蛍光タンパク質が発現するマウスの免疫不全化のために、最終的にBalb/c-nuマウスと掛け合わせてヌードマウス化できるBalb/cへのバッククロスを進めた。生きているマウスの中で、乳がん骨転移巣におけるがん細胞と微小環境細胞の細胞間相互作用を可視化して解析出来る革新的蛍光イメージングシステムの開発はおおむね順調に進展している。具体的には、高散乱体で屈折率差の大きい骨組織で2光子励起顕微鏡観察を最適化に必要な、1000 nmを越える励起光源波長を用いる場合の至適条件検討およびデフォーマブルミラー型補償光学素子の改良、液晶デバイス型補償光学素子の条件検討など補償光学型長波長2光子励起顕微鏡の高度化のための基礎実験は順調に進んだ。また、実験に用いるヒト乳がん細胞のために、CFP、GFP、Venus (YFP)、mCherry(RFP)とiRFPなど励起・蛍光波長スペクトルの異なるさまざまな蛍光タンパク質の発現システムを準備し、骨転移可能なMDA-MB-231細胞とMCF-7細胞の2細胞に焦点を絞り、蛍光タンパク質が発現する乳がん細胞株の樹立を進め、4種類の細胞株樹立に成功した。さらに、骨髄内のがん微小環境細胞候補として、幹細胞ニッチ細胞として注目されているCXCL12発現CAR細胞にGFPまたはKOの蛍光タンパク質が発現するTgマウスを準備し、その免疫不全化のために、Balb/cへのバッククロスを4世代以上進め、Balb/c-nuマウスと掛け合わせてGFP-CAR免疫不全マウスまたはKO-CAR免疫不全マウスを作製するための基礎実験は順調に進んでいる。具体的には、新規蛍光イメージングシステムの開発では、前年度に引き続き、高散乱体で屈折率差の大きい骨組織で焦点体積を最小化し、2光子励起顕微鏡観察を最適化するための高空間分解能イメージングユニット開発に焦点を絞り、長波長化の至適条件検討や補償光学系の改良など補償光学型長波長2光子励起顕微鏡の高度化を進め、骨髄イメージングにおける有用性を検討し、確認した。また、さまざまな蛍光タンパク質が発現するヒト乳がん細胞株の樹立では、励起・蛍光波長スペクトルの異なるさまざまな蛍光タンパク質が発現する乳がん細胞株として、昨年までに樹立した骨転移可能な乳がん細胞MDA-MB-231細胞とMCF-7細胞の2細胞についてBalb/c-nuマウス骨転移モデルでの動態確認を終えた。加えてマウス乳がん細胞株4T1細胞のイメージング可能な細胞株樹立に着手した。さらに、微小環境細胞にさまざまな蛍光タンパク質が発現するトランスジェニック(Tg)マウスの作製では、幹細胞ニッチ細胞の候補としてCXCL12発現CAR細胞にGFPまたはKusabira Orange (KO)の蛍光タンパク質が発現するマウスに関して、マウス乳がん細胞株4T1細胞が移植・骨転移可能で、免疫不全化のためにBalb/c-nuマウスと掛け合わせてヌードマウス化できるBalb/cへのバッククロスを終了した。さらに新たに骨微小環境細に異常の起こるKOマウスの樹立と解析を進めた。

具体的には、高散乱体で屈折率差の大きい骨組織で2光子励起顕微鏡観察を最適化に必要な、1000 nmを越える励起光源波長を用いる場合の至適条件検討およびデフォーマブルミラー型補償光学素子の改良、液晶デバイス型補償光学素子の条件検討など補償光学型長波長2光子励起顕微鏡の高度化のための基礎実験は順調に進み、具体的に骨髄イメージングにおける有用性を検討し、確認した。また、実験に用いるヒト乳がん細胞のために、CFP、GFP、Venus (YFP)、mCherry(RFP)とiRFPなど励起・蛍光波長スペクトルの異なるさまざまな蛍光タンパク質の発現システムを準備し、骨転移可能なMDA-MB-231細胞とMCF-7細胞の2細胞に焦点を絞り、昨年樹立した蛍光タンパク質が発現する4種類の乳がん細胞株について、Balb/c-nuマウス骨転移モデルでの動態確認に成功した。さらに、骨髄内のがん微小環境細胞候補として、幹細胞ニッチ細胞として注目されているCXCL12発現CAR細胞にGFPまたはKOの蛍光タンパク質が発現するTgマウスを準備し、その免疫不全化のために、Balb/cへのバッククロスを8世代以上進めて終了した。Balb/c-nuマウスと掛け合わせてGFP-CAR免疫不全マウスまたはKO-CAR免疫不全マウスを作製するための基礎実験は順調に進んでいる。生きているマウスの中で、乳がん骨転移巣におけるがん細胞と微小環境細胞の細胞間相互作用を可視化して解析するために、すでに申請者が開発した補償光学型長波長2光子励起顕微鏡をさらに高度化し、骨髄内で、高空間分解能または高時間分解能で多色イメージングが出来る革新的蛍光イメージングシステムを開発する目的で研究を進めた。具体的には、新規蛍光イメージングシステムの開発では、補償光学型長波長2光子励起顕微鏡の高度化と生きているマウスでの骨髄観察のための固定具及び麻酔・体温等の管理装置の改良により、骨髄内の細胞間相互作用の解析実験を踏まえたシステム最適化が完了した。さまざまな蛍光タンパク質が発現する乳がん細胞株の樹立では、Balb/c-nuマウス骨転移モデルでの動態確認を行ったMDA-MB-231細胞とMCF-7細胞にさまざまな蛍光タンパク質が発現する乳がん細胞株に加え、マウス乳がん細胞株4T1細胞にさまざまな蛍光タンパク質が発現する乳がん細胞株の樹立を行い、Balb/cマウス骨転移モデルを構築した。微小環境細胞にさまざまな蛍光タンパク質が発現するTgマウスの作製では、Balb/cへのバッククロスしたCXCL12発現CAR細胞にGFPまたはKOが発現するマウスの骨転移モデルを立ち上げ、生きているマウスの骨髄内で4T1細胞とCAR細胞の相互作用の観察に成功した。骨髄で乳がん細胞の抗がん剤耐性に関与する細胞の同定では、抗がん剤5FUの投与で生存するがん細胞と各種微小環境細胞のイメージングに成功した。生きているマウスの中で、乳がん骨転移巣におけるがん細胞と微小環境細胞の細胞間相互作用を可視化して解析するために、骨髄内で、高空間分解能または高時間分解能で多色イメージングが出来る革新的蛍光イメージングシステムを開発した。
無停電電源(UPS)の並列運転時の動作特性に関する研究

無停電電源(UPS)は,一瞬でもその動作を停止してしまうと社会に重大な影響を及ぼす装置の電源として広く用いられている。本研究では,UPSを並列運転した場合の,各UPSの負荷電流の分担およびUPS間に流れる循環電流などを理論的に解明することによりUPSの並列運転時の有効利用を図ることを目的としていた。以下,研究成果の概要を述べる。先ず,コンピュータなどの直流電源として広く採用されている,コンデンサ入力整流回路を負荷にもつ,並列運転されるUPSの基本的な動作特性を明らかにするため,電圧の位相や振幅の異なる,2台のUPSが並列接続された場合について,状態変数法を用いたシミュレーションにより横流の定常解析を行い,横流と負荷の有効電力,システム全体の無効電力及び総合力率の関係,並びに横流に及ぼすUPS内部のフィルタのパラメータ等の影響について検討した。その結果,電源電圧の電圧差及び位相差にほぼ比例して横流が増加し,これが無効電力を増大させるとともにシステム全体の力率を悪化させること,並びに電源の出力フィルタのコンデンサ容量は横流の大きさに影響を与えることなどが判明した。次いで,並列接続されるUPSを考慮した,オブザ-バを用いたディジタル制御UPSの新しい制御アルゴリズムを考案し,これにより出力電圧の歪みを抑制できることをシミュレーションにより確認した。また,従来の開ループ制御,フィード・フォワード付PID制御,並びに考案した新しい制御法をディジタル制御UPSに適用した場合それぞれについて,システムの諸特性を比較検討し,考案した制御アルゴリズムは,非線形負荷時においても出力電圧歪みの抑制に効果的であること,さらに,本制御法は並列運転制御にも適用可能であることなどを明らかにした。無停電電源(UPS)の並列運転時において、各UPSの周波数、位相、電圧振幅等が異なる場合、UPS相互間に循環電流(横流)が流れ、この横流により利用可能な電源容量が減少したり、UPS自体にも影響を及ぼすことが予想される。本研究では、これらの基本的な検討として、先ず2台の単相出力UPSを並列運転した場合を対象に、状態変数法を用いて各部の電圧・電流波形をシミュレートするプログラムを作成し、システム各部のパラメータを種々変化した場合のシミュレーションを行った。その結果、UPS相互間を流れる横流は、各UPSのフィルタ・パラメータが同一の場合、電源電圧の電圧差及び位相差に比例して増加し、利用可能な電源容量を減少させること、またたとえ電圧・位相が同一であってもフィルタ・パラメータが異なると振動的な横流が流れ、その大きさは各フィルタのコンデンサの容量に大きく依存することなどが判明した。さらに、理論の妥当性を検証するため、主回路のスイッチング素子としてIGBTを用いた、2台の単相PWMインバータよりなる実験装置を試作し、実験的検討も行った。その結果、例えば線形負荷に対しては、2台のUPSの電圧振幅の性10%のとき、振幅が同一の場合と比較して、必要な電源容量は、負荷を同一とすると約40%増加すること、また、位相の差が15%あると、電源容量は約50%増加することなどが検証できた。本研究で得られた成果はUPSの並列運転時の動作特性の基礎データとて有用である。

先ず,コンピュータなどの直流電源として広く採用されている,コンデンサ入力形整流回路を負荷にもつ,並列運転されるUPSの基本的な動作特性を明らかにするため,電圧の位相や振幅の異なる,2台のUPSが並列接続された場合について,状態変数法を用いたシミュレーションにより横流の定常解析を行い,横流と負荷の有効電力,システム全体の無効電力及び総合力率の関係,ならびに横流に及ぼすUPS内部のフィルタのパラメータ等の影響について検討した。その結果,電源電圧の電圧差及び位相差にほぼ比例して横流が増加し,これが無効電力を増大させるとともにシステム全体の力率を悪化させること,並びに電源の出力フィルタのコンデンサ容量は横流の大きさに影響を与えることなどが判明した。次いで,並列持続されるUPSを考慮した,オブザ-バを用いたディジタル制御UPSの新しい制御アルゴリズムを考案し,これにより出力電圧の歪みを抑制できることをシミュレーションによる確認した。また,従来の開ループ制御,フィード・フォワード付PID制御,並びに考案した新しい制御法をディジタル制御UPSに適用した場合それぞれについて,システムの諸特性を比較検討し,考案した制御アルゴリズムは,非線形負荷時においても出力電圧歪みの抑制に効果的であること,さらに,本制御法は並列運転制御にも適用可能であることなどを明らかにした。
鎮静レベルでの脳波変化の解明と鎮静モニターの開発

覚醒時の脳波はどの導出でも後頭部のα律動を除き低振幅速波のβ波が主体だが,麻酔薬濃度を徐々に上昇させた場合一過性にベータ波のパワーが増大するβactivationと呼ばれる現象が生じ,その後睡眠紡錘波(spindle wave)と呼ばれるα周波数帯の波が優位となり,さらに深い麻酔レベルでは徐波であるθ波やδ波が優位となることが知られていた.今回,プロポフォール濃度を徐々に上昇させたり,徐々に低下させたりした時の脳波波形の変化やパワースペクトルの変化を観察したところ,βactivationは覚醒時に優位なβ波のパワーが増大したのではなく,睡眠紡錘波が優位となってくる過程の途中を観測していたことが示された.睡眠紡錘波は通常8-12Hz程度のα周波数帯の波であるが,プロポフォールや揮発性麻酔薬による麻酔中は麻酔薬濃度の上昇と共にその主要周波数も低周波側にシフトすることが知られている.つまり睡眠紡錘波が認められ始める段階では主要周波数がβ周波数帯にあり,これがアルファ周波数帯にシフトして来ていると考えるが妥当であると言うことである.バイスペクトル解析で得られた脳波バイコヒーレンスのピーク周波数とプロポフォールの濃度に依存した変化を示したことからもこのことがサポートされた.麻酔や鎮静中の睡眠紡錘波は新害刺激などの各種刺激でその活動性が減弱もしくは消失するため,その評価には難しいところもあるが,適切な鎮痛の元に鎮静をうまくコントロールしてα周波数帯からβ周波数帯に出現してくる睡眠紡錘波を評価できれば浅いレベルの鎮静を調節することが可能になる可能性が示唆された.残念ながら当初計画していた独立成分分析を用いたアーチファクト除去の自動化および情報理論を用いた意識の有無の確認に関しては明らかとすることはできなかった.今後良いハードウェアを用いて今回構築したシステムの有用性を検討したい.本研究における平成27年度の研究実績について,ADコンバータの出力をコンピュータに取り込むソフトウェアをWindows上で構築し,脳波を記録できるようにした.脳波を測定する機器は16チャンネルまでの脳波データを128Hzもしくは256Hzでサンプリングできるものである.ただ、残念ながら既存の脳波計が使用不能となったため改めて14チャンネルの脳波が取得できるEMOTIV社製のヘッドセットを用いるように計画を変更し,ソフトウェアを再構成した.一方,ICAに関してはまずオフラインでICAを行うソフトウェアをMATLAB上で構築してアルゴリズムのテストが行えるようにした.さらに,リアルタイムにICAが行えるようにWindows上でソフトウェアを構築中である.リアルタイムで処理できるようにするために,演算の最適化を目指して改良を加えているところである.当初の計画では,まずADコンバータを通して既存の脳波計から脳波データを取り込む部分を作成して,システムの開発と平行してオフライン解析用のデータ収集を行う予定であった.しかしこのソフトが完成して間もなく,研究に使用していた脳波計が故障し調査の結果修理不能であることが判明した.このために実際に脳波収集を行うことができず,別の機器を使用せざるを得なくなったため,脳波データを収集するソフトウェアを改めて構築することとなってしまった.これに伴いデータ収集およびオフライン解析に遅れが生じている.主研究者の異動のため,移動先の施設で新たに研究に関して倫理委員会の承認を得た.その上で昨年度作成した14チャンネルの脳波が取得できるEMOTIV社製のヘッドセット用の脳波データ収集用ソフトウェアを用いてデータ収集を行ってきた.収集用ソフトウェアはEMOTIVのSDKを用いてWindows7上でEmbarcadero社製C++Builder XE8で開発した.現在のところデータ解析は途中である.リアルタイム処理に関してはまだ開発中であるが,高速化のための行列演算ライブラリを構築しておりライブラリの整備に関してはほぼ完了している.その上で,データを取得しながら逐次独立成分分析(ICA)を行う部分に取り組んでいる.演算速度的には十分にリアルタイム処理できると考えられるものである.現在のところICAで得られた成分からどのようにしてノイズを自動判別して除去し信号を再構成するかなどに関してのアルゴリズムを検討中である.最終年度には完成できるもの考えている.また,当初予定していたSymbolic Transfer Entropy (STE)を計算する部分に関しても取り組んでいる.本年度に参加したワークショップではAnesthesiology誌に意識消失前後でのSTEの変化に関して報告しているLee U氏からも直接話を聞くことができ,STEに関する理解を深めることもできた.さらにはLee氏の協力が得られることとなった.STE演算システムの構築に関しても遅れてはいるものの進行している.こちらも最終年度には完成できると考えている.実績の概要に書いたように主研究者の異動のため,倫理委員会への再申請などが必要となり,データ収集を開始するのが遅くなった.データの蓄積途中であるため,データ解析も半ばである.システム開発全体に関してはこの1年多くの時間を割くことができなかったことも大きな理由の一つである.昨年度に続き再度主研究者の異動のため,新たな施設で倫理委員会の承認を取得した.その上で平成28年度作成した14チャンネルの脳波が取得できるEMOTIV社製のヘッドセット用の脳波データ収集用ソフトウェアを用いてデータ収集を行ってきた.途中,ヘッドセットの脳波サンプリング周波数に誤差があり,時間と共にデータの時刻にずれが生じている問題に気が付いた.そこで,これに対して時刻はシステムの高精度タイマーを用いて記録するようにシステムを改造し,さらにWavelet変換を応用してサンプリング周波数の誤差を修正するコードを加えた.

この方法はWavelet変換の初段階のみを用いて行えるため非常に高速に演算可能であり,他のシステムにも応用できるものである.これらの問題の発覚及び対応にある程度の時間を取られたが,現在では適切なデータ収集が行えるようになった.ノイズを除くための独立成分分析(ICA)のWindows用コードのシステムの組み込みも進めているが,こちらは行列の高速化に時間を要している.ICAによって得られた成分からノイズ成分を判別する部分に関しては実データを元にルーチンを考慮しなければならず,これはデータが収集されてきた段階で作成する予定である.システムのコアとなる部分の構築は進んで来ている.また,意識の有無を判別するために必要な情報の移動量を計量する移動エントロピーの計算に関してもコードを作成しているところである.実績の概要に書いたように主研究者の再びの異動のため,倫理委員会への再申請などが必要となり,データ収集を開始するのが遅くなった.また,使用している脳波取得システムのサンプリング周波数の誤差の問題が発覚し,その対応に時間を要した.覚醒時の脳波はどの導出でも後頭部のα律動を除き低振幅速波のβ波が主体だが,麻酔薬濃度を徐々に上昇させた場合一過性にベータ波のパワーが増大するβactivationと呼ばれる現象が生じ,その後睡眠紡錘波(spindle wave)と呼ばれるα周波数帯の波が優位となり,さらに深い麻酔レベルでは徐波であるθ波やδ波が優位となることが知られていた.今回,プロポフォール濃度を徐々に上昇させたり,徐々に低下させたりした時の脳波波形の変化やパワースペクトルの変化を観察したところ,βactivationは覚醒時に優位なβ波のパワーが増大したのではなく,睡眠紡錘波が優位となってくる過程の途中を観測していたことが示された.睡眠紡錘波は通常8-12Hz程度のα周波数帯の波であるが,プロポフォールや揮発性麻酔薬による麻酔中は麻酔薬濃度の上昇と共にその主要周波数も低周波側にシフトすることが知られている.つまり睡眠紡錘波が認められ始める段階では主要周波数がβ周波数帯にあり,これがアルファ周波数帯にシフトして来ていると考えるが妥当であると言うことである.バイスペクトル解析で得られた脳波バイコヒーレンスのピーク周波数とプロポフォールの濃度に依存した変化を示したことからもこのことがサポートされた.麻酔や鎮静中の睡眠紡錘波は新害刺激などの各種刺激でその活動性が減弱もしくは消失するため,その評価には難しいところもあるが,適切な鎮痛の元に鎮静をうまくコントロールしてα周波数帯からβ周波数帯に出現してくる睡眠紡錘波を評価できれば浅いレベルの鎮静を調節することが可能になる可能性が示唆された.残念ながら当初計画していた独立成分分析を用いたアーチファクト除去の自動化および情報理論を用いた意識の有無の確認に関しては明らかとすることはできなかった.