hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
TV-Aシステムを用いた両生類における遺伝子導入

TV-Aシステムを用いた筋肉細胞特異的な遺伝子導入系をアフリカツメガエルにおいて確立し、GFPを持ったRCASウイルスの感染によりアフリカツメガエルの幼生筋肉細胞にGFPの蛍光を発生させることに成功した。ただし、遺伝子導入効率の問題のほか、ウイルスの感染によるアフリカツメガエル幼生の致死率が高いこと、GFPの可視化までの期間が比較的長くまた蛍光が弱いこと、などの問題点があることも明らかとなり、これらのことを克服していくことがこれからのこと課題として挙げられる。これと平行して、新しい遺伝子導入法としてCre-LoxPシステムをアフリカツメガエルの筋肉細胞への応用を試みた。特に導入遺伝子をホルモン依存的にすることで組織特異性のみならず時期特異的な導入を目的とした。遺伝子導入トランスジェニック系列の作出には数年の時間を要するので、本年度はその一年目として導入動物の作成を行うとともにホルモン依存的な遺伝子発現が可能かどうかを調べた。その結果、トランスジェニック動物が作成できたことを確認するとともに、幼生に遺伝子を強制発現させた系によりアフリカツメガエル筋肉組織に対してもホルモン依存的な遺伝子発現が可能であることが明らかとなった。現在、このトランスジェニック動物の系列化を行うとともに他の組織・細胞に対しても領域・時期特異的な遺伝子導入動物の作成のための準備を開始している。TV-Aシステムの両生類への応用を目的とし、まずアフリカツメガエル筋肉特異的なプロモーターの下流にTV-Aをつないだコンストラクト(MSC-TVA)および全身で発現させられるCMVプロモーターの下流にTV-Aをつないだコンストラクト(CMV-TVA)を作成した。一方で、GFP発現ウイルス(GFP-RCAS)を作成した。まず、培養条件下でシステムが作動するかどうかを検討するため、アフリカルメガエルから間充織細胞を単離する実験系を確立した(Yokoyama et al.,2002)。この方法を用いて単離・培養した繊維芽細胞にMSC-TVAを導入し、さらにGFP-RCASを感染させることで繊維芽細胞にGFPを発現させられることを見出した。このことは、原理的にだけでなく実際にアフリカツメガエルにTVAシステムが適用可能であることを示す。さらに個体レベルでのシステム構築のためにまずMSC-TVAをトランスジェニック法によりアフリカツメガエル胚に導入し、筋肉特異的にTVAが発現することを確認した。アフリカツメガエルの場合、F1個体を得るまでに年単位の期間が必要なので現在はF0を実験に用いているが、MSC-TVAトランスジェニックのライン化を行っている。これらのトランスジェニック個体にマイクロインジェクションによりGFP-RCASを筋肉領域に顕微注入すると、筋肉をGFPで標識できることがわかった。このことは、培養細胞だけでなく、個体レベルでも本TV-Aシステムが応用可能であることを示しているが、今のところ、導入効率が非常に低いという問題があることも明らかになり、今後、更なる条件検討と共に、コンストラクトの検討やウイルスの種類についてもさまざまな組み合わせ等を使用することによって、後効率化を目指していく予定である。
複合培養系を用いる里山きのこの増殖技術の開発

1.マツタケ菌根合成系にエビオス(窒素源)を添加することで,苗の生育不良を回避できることを明らかにした.2.新たに開発した二層培養法により大量調製したマツタケとショウロの土壌接種源を野外の自然土壌条件下でアカマツ実生に接種した結果,ショウロでは外生菌根の形成に成功し本技術が実用的側面を有することを明らかにした.3.アミタケ,ショウロ,シモフリシメジ,ホンシメジの菌根苗を直接野外条件下に大量に植え付けた結果,菌株によっては十分な菌根の増殖が見られ,菌根苗定着の実用的な技術になりうる事を明らかにした.4.マツタケ類、イグチ類、チチタケ類を含む39種64菌株について菌根苗をポット培養し順化した結果,シモフリシメジ,ミネシメジ,クマシメジ,スミゾメシメジの4種で子実体発生に成功した.5.マツタケ,アミガサタケ,チャナメツムタケで複数の菌株を確立し培養特性を把握した.このうちマツタケでは,チョウセンゴヨウ,ヒメコマツ,ならびにドイツトウヒとも菌根形成する事を明らかにした.6.ハルシメジがウメの実生根系にも菌根を形成することを明らかにし,また,ウメ苗木根系に胞子散布することで菌根形成させうる事も明らかにした.これにより,ウメ苗木とハルシメジ胞子を用いた実用的な菌根苗作出が可能なことを明らかにした.7.マツタケのシロに接してアクリルチューブを埋設し,ミニリゾトロンを用いて継続観察した結果,チューブ近傍でのシロの回復は必ずしも速やかではなく,他の菌根菌が散発的に増殖しうることを明らかにした.8.ミニリゾトロンを用いてクリタケの土壌中での動態を長期継続観察した結果,菌糸束の発達,分枝,分解と再形成といった動的挙動があり,菌糸束が地中での菌糸体拡散において重要な役割を果たしうることを明らかにした.発達した菌糸束の顕微鏡観察により,主に外層と内層からなる二重構造が形成されることを明らかにした.1.マツタケ菌根合成系にエビオス(窒素源)を添加することで,苗の生育不良を回避できることを明らかにした.2.新たに開発した二層培養法により大量調製したマツタケとショウロの土壌接種源を野外の自然土壌条件下でアカマツ実生に接種した結果,ショウロでは外生菌根の形成に成功し本技術が実用的側面を有することを明らかにした.3.アミタケ,ショウロ,シモフリシメジ,ホンシメジの菌根苗を直接野外条件下に大量に植え付けた結果,菌株によっては十分な菌根の増殖が見られ,菌根苗定着の実用的な技術になりうる事を明らかにした.4.マツタケ類、イグチ類、チチタケ類を含む39種64菌株について菌根苗をポット培養し順化した結果,シモフリシメジ,ミネシメジ,クマシメジ,スミゾメシメジの4種で子実体発生に成功した.5.マツタケ,アミガサタケ,チャナメツムタケで複数の菌株を確立し培養特性を把握した.このうちマツタケでは,チョウセンゴヨウ,ヒメコマツ,ならびにドイツトウヒとも菌根形成する事を明らかにした.6.ハルシメジがウメの実生根系にも菌根を形成することを明らかにし,また,ウメ苗木根系に胞子散布することで菌根形成させうる事も明らかにした.これにより,ウメ苗木とハルシメジ胞子を用いた実用的な菌根苗作出が可能なことを明らかにした.7.マツタケのシロに接してアクリルチューブを埋設し,ミニリゾトロンを用いて継続観察した結果,チューブ近傍でのシロの回復は必ずしも速やかではなく,他の菌根菌が散発的に増殖しうることを明らかにした.8.ミニリゾトロンを用いてクリタケの土壌中での動態を長期継続観察した結果,菌糸束の発達,分枝,分解と再形成といった動的挙動があり,菌糸束が地中での菌糸体拡散において重要な役割を果たしうることを明らかにした.発達した菌糸束の顕微鏡観察により,主に外層と内層からなる二重構造が形成されることを明らかにした.(1)人工接種源の開発では,マツタケ,ホンシメジ,ショウロ,アミタケ,ヌメリイグチ,ならびにチチアワタケの6種菌根菌の菌糸体を寒天培地上で前培養したのち,中心に寒天培地を埋設したポット滅菌土壌に接種した.その結果,栄養分をあまり含まない土壌中でもこれら菌種の旺盛な菌糸増殖が見られる新たな菌糸培養法を開発した.このうちショウロとアミタケでは,この菌糸体が無菌マツ幼苗に感染し菌根を形成する能力があることを確認した.(2)菌根苗の作出では,予め若干の細菌を含む土壌条件下でもマツタケ培養菌糸とアカマツ実生の問で菌根形成を生じうることが明らかとなり,屋外での菌根苗の増殖に関係する重要な知見が得られた.また,アカマツとマツタケの菌根苗の生長改善を目的に菌根合成下でエビオスを追加投与した結果,特に成長が劣る苗で生長量の回復が図られることを明らかにした.さらに,これまで実験例のないチョウセンゴヨウ,ヒメコマツ,およびドイツトウヒの無菌苗を用いた菌根合成に成功し,幅広い植物種をベースにマツタケ菌根苗の人工作出が技術的に可能な事を明らかにした.

(3)人工接種源の林地埋設では,モデル実験的にクリタケ菌糸体の土壌中での挙動を調査した結果,一般には把握されていない菌糸束を旺盛に形成し,これがジェネットの拡大に重要である傍証を得ることができ,腐生性きのこ類の新たな林地栽培法につながる科学的知見を得ることができた.(4)新規菌株の確立では,長野県内のアカマツ林産とツガ林産のマツタケより菌株を確立し,同県クヌギ林産のバカマツタケより菌株を確立した.また,アミガサタケとチャナメツムタケでは,それぞれ34株と6株を収集し,寒天培地と鹿沼土を用いた2層培養法を試験中である.1.菌根性きのこの人工接種源の開発では,林地への応用化を図るため,より短期間に菌糸体増殖を可能にする培養法を検討した.炭素源を含む寒天層の上に窒素源を添加した土壌層を重層させた培養法により,両栄養源の至適組み合わせ(C/N比)のもとでマツタケならびにショウロの旺盛かつ迅速な菌糸増殖が可能な事がわかり,これら菌糸体を含む150mlの土壌塊を2ヶ月間で多量に調製することを可能にした.2.菌根苗の作出では,マツタケ菌根合成時にエビオス(窒素源)を添加することで,苗の生育不良を回避できることを明らかにした.その他の菌根菌については,31種の菌根性きのこ類で菌根合成から苗の順化が可能な事が明らかになり,さらにシモフリシメジ,ミネシメジ,クマシメジの3種では子実体発生に成功した.3.腐生性きのこの人工接種源の開発では,クリタケで確立した林地接種法による野外拡散効果を検証するため,接種源から土壌中に伸長する菌糸束を画像解析法(ミニリゾトロン法)と解剖学的手法により検証した.その結果,ポリリン酸を有する生組織からなる菌糸束が土壌中に拡散し,末端で菌糸体の扇状の広がりを形成し,効率的に土壌中の栄養を吸収し増殖・繁殖(子実体形成)する野外拡散の動態を明らかにできた.アミガサタケとチャナメツムタケでは土壌中での菌糸増殖様式を検討中である.4.マツタケのシロをミニリゾトロン法で予備的に観察した結果,1ヶ月の調査期間でも菌糸増殖の有無を視覚化できる事を明らかにし,マツタケ人工接種源の林地接種において追跡調査の一手法になりうる事がわかった.1.マツタケとショウロにおいて,二層培養法を用いて土壌接種源を大量に調製することに成功した.それら接種源を野外の自然土壌条件下でアカマツ実生に接種した結果,ショウロでは外生菌根の形成に成功したが,マツタケでは菌根が確認できなかった.菌種や土壌条件により,本技術が実用的な場合とそうでない場合があることが明らかになった.2.アミタケ,ショウロ,シモフリシメジ,ホンシメジにおいて,菌根苗を直接野外条件下に大量に植え付けた結果,アミタケ,ショウロ,シモフリシメジでは,菌株によっては十分な菌根の増殖が見られ,菌根苗定着の実用的な技術になりうる事を明らかにした.3.マツタケ類、イグチ類、チチタケ類を含む39種64菌株について菌根苗をポット培養し多くの苗でガラシ温室下での長期順化に成功し,ポット土壌の温度制御によりミネシメジとスミゾメシメジで子実体発生に成功した.4.ハルシメジでは,宿主植物であるウメの実生根系にも菌根が形成されることを明らかにした.また,苗木根系に胞子散布することで,菌根を形成させうる事も明らかにした.これにより,ウメ苗木と胞子を用いた実用的な菌根苗作出が可能と考えられた.5.マツタケのシロに接してアクリルチューブを埋設し,ミニリゾトロンを用いて継続観察した結果,チューブ近傍でのシロの回復は必ずしも速やかではなく,他の菌根菌が散発的に増殖しうることを明らかにした.6.ミニリゾトロンを用いてクリタケの土壌中での動態を長期継続観察した結果,菌糸束の発達,分枝,分解と再形成といった動的挙動があり,菌糸束が地中での菌糸体拡散において重要な役割を果たしうることを明らかにした.発達した菌糸束の顕微鏡観察により,主に外層と内層からなる二重構造が形成されることが明らかにした.
マラリア原虫の感染の標的そして胸腺外T細胞攻撃の標的 : 骨髄中のMHC陽性赤血球

二年間を通して4つの結果を挙げることができた。1)マラリア原虫の感染が持続するためには赤血球から放出されたメロゾイトが新しい赤血球に感染しなければならない。骨髄でつくられたばかりの新しい赤血球がこの標的になることが知られていたが、具体的にこれら赤血球を同定していたわけではない。本研究で、ヒトおよびマウスのマラリア原虫感染の研究の過程でMHC陽性の赤血球がこの標的になっていることが明らかとなった。2)一方、ヒトおよびマウスのマラリア原虫感染で胸腺外分化T細胞が驚くほどその数が増加し、機能が活性化することを報告した。このようなT細胞の防御はTCRを使用しているゆえに標的はMHC抗原を発現していなければならない。このような考えからマラリア原虫感染で活性化された胸腺外分化T細胞の標的もMHC陽性の赤血球である可能性が極めて高く、この予想をすべて支持するようなデータが出てきた。3)6.5Gy照射したマウスにPlasmodium(P.)yoeliiを感染させると、通常714日目に表れるparasitemiaが出現していない。この時、全身のリンパ球は減少し激しい免疫抑制状態となっていた。その後、赤血球造血の回復と共にparasitemiaが表われマウスは死亡した。このことは造血で生じた新しい赤血球のみがin vivoでは原虫の標的となっていることを示している。4)赤血球を^<51>Crでラベルして細胞障害試験を行った。この結果、メロゾイド感染を含む、MHC class I抗原陽性の赤血球がintermediate TCR細胞(TCR^<int>細胞)によって障害を受けることが分かった。NKT細胞も一部の障害活性に関与していた。最後に、in vitroのメロゾイドの赤血球への感染実験は血清10%の条件で行われていて、これを25%以上に上げると感染が起こらないことを明らかにした。つまり、in vivoの血清100%の末梢血では感染があまり拡がることが無く、組織(骨髄や肝か)で感染が持続していることが予測された。マラリア原虫の感染が持続するためには赤血球から放出されたマラリア原虫メロゾイトが新しい赤血球に感染しなければならない。骨髄でつくられたばかりの新しい赤血球がこの標的になることが知られていたが、具体的にこれら赤血球を同定したわけではない。しかし、筆者らはヒトおよびマウスのマラリア原虫感染の研究の過程で主要組織適合抗原(MHC)陽性の赤血球がこの標的になっていることを見い出した。一方、ヒトおよびマウスのマラリア原虫感染で胸腺外分化T細胞が驚くほどその数が増加し、機能が活性化することを報告した。このようなT細胞の防御はTCRを使用しているゆえに標的はMHCのclass Iやclass II抗原を発現していなければならない。このような考えからマラリア原虫感染で活性化された胸腺外分化T細胞の標的もMHC陽性の赤血球である可能性が極めて高く、この方針で研究を続けたところ、この予想をすべて支持するようなデータが出てきた。

また、マウス骨髄にはTER119抗原を有する赤血球が存在するが、この約5%がH-2K/D(polymorphic MHC),CD1,TL,Qa(monomorphic MHC)が陽性であることを見い出した。これまでは、肝臓内発育、赤血球内発育後のマラリア原虫メロゾイトを標的としたT,B細胞の研究が中心的に行われてきたが、内外の研究者がこの系によって効率のよい感染抵抗性を得たという報告はない。しかし、マラリア原虫感染の標的としてのTER119^+class I^+赤血球はその感染率の高さと合わせて、直接、胸腺外分化T細胞の標的となっている可能性が明らかとなった。マラリア感染の持続には、赤血球から放出された原虫メロゾイトが新しい赤血球に感染しなければならない。前年度は骨髄造血によってつくられたばかりの有核赤血球や脱核したばかりの赤血球がMHCのclassI抗原を発現し、これらがメロゾイトの標的となっている可能性を明らかにした。本年度はX線照射実験によって次の三つのことを明らかにできた。1)6.5Gy照射したマウスにPlasmodium(P.)yoeliiを感染させると、通常714日目に表れるparasitemiaが出現してこない。この時、全身のリンパ球は減少し激しい免疫抑制状態となっていた。その後、赤血球造血の回復と共にparasitemiaが表われマウスは死亡した。このことは造血で生じた新しい赤血球のみがin vivoでは原虫の標的となっていることを示している。2)赤血球を^<51>Crでラベルして細胞障害試験を行った。この結果、メロゾイト感染を含む、MHC classI抗原陽性の赤血球がintermediate TCR細胞(TCR^<int>細胞)によって障害を受けることが分かった。NKT細胞も一部の障害活性に関与していた。3)ヒトP.falciparumなどのメロゾイトは脱核した末梢赤血球に感染することが知られている。これらの事実と1)、2)の実験結果と多少矛盾する。しかし、in vivoのメロゾイトの赤血球への感染実験は血清10%の条件で行われていて、これを25%以上に上げると感染が起こらないことを明らかにした。つまり、in vivoの血清100%の末梢血では感染があまり拡がることが無く、組織(骨髄や肝か)で感染が持続していることが予測された。
ゼオライト細孔内空間における金属カルボニルの光化学

(1)ゼオライト細孔内空間において希ガスと相互作用を持った水酸基の振動緩和時間をピコ秒赤外パルスを用いたポンプープローブ法を用いて測定した。水酸基の振動励起状態の緩和は希ガスの吸着により促進され、この効果は原子量の増大に伴い増大することを明らかにした。(2)β-BaB_2O_4(BBO)とAgGaS_2(AGS)を用いたパラメトリック発生増幅および差周波発生をもとにした高出力でコヒーレントな赤外領域2.5-10μmでのピコ秒パルス光源の開発製作を行った。2個のBBO結晶を使ったパラメトリック発生増幅と回析格子からなるNd:YAGレーザーの二倍波励起の光パラメトリック発生増幅器により1.1から1.8μmの線幅の狭い近赤外光を得た。この赤外光をシグナル光Nd:YAGレーザーの基本波をポンプ光としてAGS結晶を用いて差周波発生を行うことにより赤外光を発生させた。中赤外5μmでのエネルギーと線幅は、それぞれ、80μJ/pulse、5cm^<-1>であった。
感情音声を用いた声質認知メカニズムの検討と声質情報処理モデルの構築

声質の認知がどのようにして行われるのかについて、感情を伴う音声の場合と伴わない音声の場合を比較検討した。研究は認知面と生成面の両方からアプローチした。認知面からは、同定や弁別などの実験を行った。生成面からは、音声の音響的な分析(音声分析)を行なった。その結果、感情音声の種類により声質についての同定と弁別が一定の影響を受けること、声質の情報処理には複数の要因が関わり相互作用があることが示唆された。声質の認知に関して感情音声を用いて個人性の同定と声質の記憶について調べた。実験目的はともにパラ言語情報である<声質>と<感情>という2つの情報が、声質の情報処理のどの段階でどのような関係にあるのかを明らかにすることである。発話音声の声質の記憶について、再認成績をもとに検討した。用いる音声刺激は感情を伴わない音声と感情を伴う音声であった。音声刺激は日本語を母語とする日本人話者が日本語で発話したものを用い、表現する感情は「幸福」「怒り」「嫌悪」「恐れ」「悲しみ」の基本感情5種類であった。実験条件として、記銘時と再認時に用いる感情音声と感情を伴わない音声の組み合わせに3種類の刺激条件を設けた。条件1では感情を伴わない音声で記銘し再認時に感情音声にした場合(例、感情を伴わない音声で記銘して「嫌悪」の音声を話者再認)、条件2ではその逆の場合(例、「嫌悪」音声で記銘して「感情を伴わない」音声を話者再認)、条件3は、感情音声で記銘し再認時に(同じまたは別の)感情音声にした場合(例、「幸福」音声で記銘して「怒り」の音声を話者再認)であった。実験結果は感情音声が声質の認知に影響を及ぼすことを示唆するものであった。本研究の目的は、感情音声を用いた場合の声質(誰の声か、どのような声か)の認知がどのようにして行われるのか、また感情を伴わない音声の場合とどのように異なるのかについて検討し、<声質>と<感情>との相互作用を考慮した日常場面に応用できる「声質の情報処理モデル」を構築することである。本年度は感情音声を用いて、声質についての認知実験と音声分析を行った。音声分析(音響的な分析)では、平均基本周波数、最高基本周波数、最低基本周波数、基本周波数の標準偏差、エネルギーの平均、最大エネルギー、最小エネルギー、エネルギーの範囲、エネルギーの標準偏差、有声部分の持続時間、無声部分の持続時間を抽出して音声の特徴を分析した。音声の種類が多く分析に時間がかかったので、来年度も継続して分析を行うこととした。一方認知実験では、昨年度行った声質の同定実験と弁別実験を引き続き行った。音声分析が終了した段階で、認知実験の結果と音声分析の結果とを多変量解析、特にMDSによる解析を行うこととしている。今年度の研究結果より、感情音声の種類によって声質の同定と弁別が一定の影響を受けること、声質の認知には感情の要素を考えることが必要であることなどの点が明らかにされた。さらにデータ数を増やして、来年度は声質情報処理モデルの作成を行うこととしている。感情音声があらわす感情の種類の違いによって、声質の同定や弁別が異なるという昨年度までの実験結果について、今年度はさらに実験と音声分析を行って検討した。昨年度までの研究から、感情音声は主にピッチの高さ変化によるところが大きいが、その変化の仕方によってどのような違いが生じるのかを明らかにする必要が認められた。そこで、ピッチの有する韻律情報を音声マスキングすることとし、ランダムスプライシングの手法を用いて実験を行った。手続きとしては、ピッチの動きをよく知っている母語(日本語)と母語ほどには習熟していない米語について、それぞれの言語を母語とする俳優が発声したものを用いて、音声を評価する7個の形容詞対に関して日本人被験者に評定してもらった。その結果、「落ち着きのある-落ち着きのない」判断は韻律情報がマスキングされたことにより評価の低下が認められた。一方、他の形容詞対については違いはほとんど認められなかった。また、性別および話者の年齢のような個人情報もあまり影響を受けなかった。以上の実験結果より、韻律情報は話者の印象を特定の側面において変化させるが、大部分において影響は小さいこと、したがって韻律情報は話者情報の一定部分の知覚にのみ貢献することが認められた。一方、音声分析に関しては、一部の感情音声について行った。当初、声質認知の情報処理モデルを構築することを目的としていたが、研究を進めるうちに検討しなくてはならない問題点が次々と明らかになり、完成には至らなかった。感情音声や声質の印象には様々な要素がからんでいるため、それらをさらに検討することが必要であることが分かった。本研究により声質の情報処理に関わるいくつかの重要な要因を明らかにすることができ、さらに今後検討すべき問題点も明らかにできたことは大変有意義であったと言える。
^<18>F-FDG PETによる乳癌の分子病理学に基づく細胞特性の解析とその臨床応用

対象は初発乳癌患者である。対象患者数は約118名で、対象患者の範疇に入るのは手術、化学療法、放射線治療等の治療適応のある患者であった。また、対象患者の範疇に入るが糖尿病に罹患していた場合は血糖値200mg/dl以下にコントロールされている患者とした。対象患者全てに^<18>F-FDGPETを施行した。放射線医薬品は^<18>F-FDGを用いた。投与量は0.12mCi/kgで行い、PETの機種はAllegro(Philps/ADAC)であり,GSO-PETである。FDG投与後1時間安静とし、撮像を開始した。撮像方法は、全身を撮像し、我々で開発したPETマンモ用治具を用いて、腹臥位(supine position:SP)と仰臥位(prone position:PP)にて撮像した。全身像とPPと比較し、前者よりPPで8.8%乳癌を指摘できた。結論として、乳癌のFDG-PETには、PPの追加が必要であった。またPETで再発または転移が疑われた症例では、PET以外にCTやMRI等の他の検査でも再発や転移の評価を行い、病変の存在が確定した後に再発や転移症例に関してbiopsyが可能であればできるだけ施行した。また、初発乳癌全例で手術を施行した場合、得られた摘出標本の癌組織におけるERK MAPKのリン酸化を免疫染色で検討した。すなわち、リン酸化したERK MAPKを特異的に認識する抗体を用い免疫染色をおこなった。細胞質が染色された癌細胞をERKMAPK陽性細胞とし、癌細胞の40%以上陽性を示した症例をERKMAPK陽性とした。免疫染色により得られた乳癌細胞におけるERK MAPKのリン酸化、すなわち、乳癌の細胞増殖動態と^<18>F-FDG PETの解析データとの比較検討を開始した。118例中の73例に解析を行ったその結果、MAPK(+)群SUVmax 4.02±2.76 vs.MAPK(-)SUVmax3.87±2.70(P=0.25)には有意差を認めなかった。ER,PgR,Her2のいずれとも有意差はなかった。乳癌に関するFDGの取り込みと細胞増殖との関係は、免疫染色の抗体の再検討を行う必要があると結論づけられた。対象は初発及び再発(他臓器転移も含む)乳癌患者である。平成18年3月までに対象患者数は約30名で、対象患者の範疇に入るのは手術、化学療法、放射線治療等の治療適応のある患者であった。投与量はO12mci/kgで行い、PETの機種はAllegro (Philps/ADAC)であり、GSO-PETである。

撮像範囲は頭部骨盤までのwholebody imageで撮像し、画像再構成として3D-RAMRAを用いた。撮像時間は約25分で行った。初発乳癌に関してはPETを用いてstagingを行った。またPETで再発または転移が疑われた症例では、PET以外にCTやMRI等の他の検査でも再発や転移の評価を行い、病変の存在が確定した後に再発や転移症例に関してbiopsyが可能であればできるだけ施行した(石橋・甲斐田)。また初発乳癌で手術を施行した場合、得られた摘出標本の癌組織におけるERK MAPKのリン酸化を免疫染色で検討した。すなわち、リン酸化したERK MAPKを特異的に認識する抗体を用い免疫染色をおこなった。免疫染色に関しては、DAKO LSAB Kit (DAKO Corp.,Carpinteria, CA)を用いた。染色の手順は3μmの厚さのパラフィン切片を作製し、脱パラした後、マイクロウエーブで10mM citrate buffer solution中で15分間加熱する。4°Cで約14時間、リン酸化されたERK MAPKを認識する抗体と組織をincubationし、biotinlated link antimouse IgGとペルオキシダーゼで標識されたstreptavidinを用いて10分間incubationした。細胞質が染色された癌細胞をERKMAPK陽性細胞とし、癌細胞の40%以上陽性を示した症例をERKMAPK陽性とした。初発乳癌及び、再発、転移性の病変でbiopsy等(藤井・山名)により得られた癌組織に対しても、同様の抗体を用いてERK MAPKのリン酸化を検討する(藤井・山名)。免疫染色により得られた乳癌細胞におけるERK MAPKのリン酸化、すなわち、乳癌の細胞増殖動態と^<18>F-FDG PETの解析データとの比較検討を開始した。対象は初発乳癌患者である。平成18年3月までに対象患者数は約72名で、対象患者の範疇に入るのは手術、化学療法、放射線治療等の治療適応のある患者であった。また、対象患者の範疇に入るが糖尿病に罹患していた場合は血糖値200mg/dl以下にコントロールされている患者とした。対象患者全てに^<18>F-FDGPETを施行した。放射線医薬品は^<18>F-FDGを用いる。投与量は0.12mci/kgで行い、PETの機種はAllegro(Philps/ADAC)であり、GSO-PETである。FDG投与後1時間安静とし、撮像を開始する。撮像範囲は頭部骨盤までのwholebody imageで撮像する。画像再構成として3D-RAMRAを用いる。撮像時間は約25分である。初発乳癌に関してはPETを用いてstagingを行った(石橋・甲斐田)。また、初発乳癌で手術を施行した場合、得られた摘出標本の癌組織におけるERK MAPKのリン酸化を免疫染色をおこなった。すなわち、リン酸化したERK MAPKを特異的に認識する抗体を用い免疫染色をおこなう。免疫染色に関しては、DAKO LSAB Kit(DAKO Corp., Carpinteria, CA)を用いる。
戦前の岐阜県における町村営電気事業と民営電気事業の地域分業構造に関する研究

本研究の目的は,明治末期から昭和初頭にかけて,全国120余りの農山村地域に設立された町村営電気事業について,戦前の財政構造が自治体に独立税源を与えない中,とりわけ財源に乏しい農山村地域において,莫大な費用を必要とする電気事業を行い得た地域的条件を究明し,その地域的成立条件を明らかにしつつ,戦前の電気事業の中心であった民営電灯会社との地域的分業構造を究明することにあった。岐阜県における町村営電気事業を概観しつつ明らかになったことは,町村営電気事業の特性を考察すると,まず第一に自治体が経営するという事業の公共性から,地域一斉点灯という地域課題を持っていたことである。このことは,高い地域電灯普及率を実現していたことから理解された。すなわち,地域完結型の電気供給システムを構築していたのである。第二には町村営電気事業の設立に際して,地域住民が寄付金を通して深く関わっていること。これは寄付金の存在が資料により明確に確認されたことによる。そのさい,宮村に現れた「水力電気指定寄付人足整理簿」の分析が未完であるが,関連資料の収集を行い,分析を行うことを課題としておきたい。そして第三には莫大な初期投資を必要としたが,経営効率の良い電気事業経営は自治体の自主財源となることを十分に予測し,財源の乏しい山村地域にとっては地域経営上のメリットが大きかったのである。事例として取り上げた飛騨川流域においては,村営電気の開業した東白川村,宮村,黒川村は共に,開業年からみた場合,民営に先行するものではなかったが,東白川村,宮村共に大正の初めに村営電気事業に着目していた事実は,都市や主要地域における電灯導入が刺激となった点も否めないが,自治体が電気事業を経営するための「地域的課題」を有していたことに起因するともいってもよい。すなわち,電気事業経営の必要性が早くから認識されていたのである。逆説的に言えば,町村営電気事業の立地しなかった地域は「地域的課題」を明確に持っていなかったとも言えよう。公営電気事業と民営電灯会社の供給地域をめぐっての地域的分業は,このような地域的諸条件の上に成立したとも考察できる。本研究の目的は,戦前,町村営電気事業が集中分布していた岐阜県において,町村営電気事業の設立過程を明らかにしつつ,民営電灯会社との地域分業構造を究明することにある。本研究の目的を達成するために,平成9年度(1年度)は,岐阜県内の町村営電気事業の設立過程を究明するために,開業地域の『市町村史』の収集を行うとともに,日本で最初に町営電気事業を設立した岐阜県明智町に保存されていた当時の行政文書のマイクロフィルムによる撮影を行った。明智町役場に保存されている行政文書は,明治中期から昭和初期までの間の「議会議事録」,「庶務」文書で,予算・決算書も含まれ,収集件数はおよそ600件程度に達した。今年度は,収集と整理で時間を費やし,内容分析にまで至っていないものの,これらの文書の解読を進めることにより,明智町が,全国に先がけて,なぜ町営電気事業を設立したのかという背景とその財源に関わる分析は十分可能との見通しを持った。

これらをふまえ,平成10年度(2年度)は,明智町営電気事業の設立過程を解明しつつ,すでに資料を収集し終っている岐阜県加子母村,駄知町,福地村等との比較分析をすすめて,岐阜県に開業した町村営電気事業の全容を明らかにしつつ,一方では,民営電灯会社の開業状祝を把握して,本研究のテーマである電気事業の地域分業構造の解明に取り組みたい。本研究の目的は,戦前,町村営電気事業が集中分布していた岐阜県において,町村営電気事業の設立過程を明らかにしつつ,民営電灯会社との地域分業構造を究明することにある。本研究の目的を達成するために,平成9年度(1年度)は,岐阜県内の町村営電気事業の設立過程を究明するために,開業地域の『市町村史』の収集を行うとともに,日本で最初に町営電気事業を設立した岐阜県明智町に保存されていた当時の行政文書のマイクロフィルムによる撮影を行い,次年度以降の準備とした。平成10年度(2年度)は,補充調査を行いつつ,明智町営電気事業の設立過程を解明するための資料分析を進め,すでに資料を収集し終っている岐阜県加子母村,駄知町,福地村等との比較分析を進めた。従来の若干の研究では,町村営電気事業は,民営電灯会社の配電地域から除外されたことが設立の背景にあると指摘されてきたが,本研究における資料収集過程において,地域産業や自治体の共有財産の有無,地域リーダーの存在など,町村営電気事業の開業地域における地域条件も,要因として存在していたことが明らかになりつつある。最終年度である平成11年度(3年度)においては,民営電灯会社と町村営電気事業の配電区域の設定過程の分析も進めて,町村営電気の存在構造を明らかにして,本研究の目的を達成したい。最終年度は,戦前の岐阜県における町村営電気事業の展開過程を明らかにするために,残存する行政資料の収集を精力的に進めるとともに,岐阜県の隣接地域における電気導入の時期を把握するために岐阜県内の未収集分も含め『市町村史』等関係資料の収集を進めた。また,これまでに加子母村,旧駄知町,明智町,旧福地村の町村営電気事業に関する行政資料の収集を終えているが,これらに加えて本年度は,新たに東白川村及び宮村の2村において村営電気事業創業に関わる資料の存在を確認し,収集した。両村の資料には,村営電気事業創業に当たっての創業資金の造成に際して,行政,住民がどのように分担し合ったのかを解明することを可能とする貴重な資料が含まれており,地域の主体性に基づき社会資本整備を進めた大正時代の村々の様子を解明するのにかなり有力な手がかりとなりそうである。3年度にわたる調査研究による研究の成果は,今後,資料の分析を進めて公表していく予定であるが,全国の町村営電気事業のおよそ30%が集中していた岐阜県における町村営電気事業には,多様性が存在していたことがこれまでの調査研究から判明した。明智町は製糸業の発展と,旧駄知町は窯業の発展との関係が明確である。その一方,旧福地村や東白川村,宮村などでは戦前の地主・小作関係下における地域振興過程における両者の役割を解明していくことが必要と認識した。このことから,地域特性との関連,地域構造との関連から町村営電気事業の展開過程について究明していくことの必要性が資料収集過程において認識され,必ずしも明らかにされていない戦前の町村営電気事業の存在形態とその構造を解明するのに有効な研究となるものと思われる。
交流交流直接変換技術による新エネルギー連係用電力変換器に関する研究

本研究では,三相入力三相出力でかつ,電気的絶縁を有するシステムにおいて,交流交流直接変換技術を適用することにより,小形,長寿命,高効率化を実現できる。なかでも,本研究は高効率化に主眼を起き,以下の3つの手法を開発した。(1)コンバーター一次二次連系制御一次側と二次側のスイッチを連係して動作させることで,二次側のコンバータでゼロ電圧スイッチングを実現する。その結果,二次側のスイッチング損失をゼロにできる。また,一次側コンバータはゼロ電圧で転流できるため,転流の際のシーケンスを大幅に簡単化できる。(2)電源位相基準二相変調の適用従来は出力電圧の位相を基準として2相変調を行っていたが,電源位相に応じてスイッチング回数が変化することに着目し,電源位相を基準とすることで最小のスイッチング回数になる二相変調方式を開発した。(3)逆阻止IGBTの適用逆耐圧を有するIGBTの適用技術を開発することにより,従来あった直列ダイオードを不要とした。効果を損失シミュレーションと実験により検証を行い,導通損失を約1/2に低減できることがわかった。以上の開発した技術を元に実機を作成し,実験により確認したところ,変換効率約95%(従来では90%程度)と世界最高レベルの結果が得られた。また,波形制御性能もおいても,入力電流ひずみ率,出力電流ひずみ率は5%以下となり,実用上問題のないレベルが得られている。本研究の成果は,マイクロガスタービンや風力発電,系統連系などの新エネルギー系統連系インタフェース用電力変換器としての応用のほか,三相電子トランスなど幅広い応用が期待できる。近年,地球環境温暖化等環境対策の観点から電力需要地近傍に設置が可能な新しい電力供給源として,系統連系分散型電源システムの導入が検討されている。これら分散型電源は大きく分けて太陽光,燃料電池に代表される直流電力を発生するものと,風力発電,マイクロガスタービンなどに代表される交流電力を発生するものがあり,クリーンな新エネルギーを用いるシステムとして注目されている。分散型電源が発生する電力を有効活用するためには,バッテリなどの電力貯蔵装置に貯蔵するか系統連系し系統へ電力を送る必要がある。発電機と電力貯蔵装置もしくは系統と連系するAC/AC電力変換システムは,発電機の故障や地絡,ノイズなどの面からトランスによる絶縁を有し,小型,高効率,長寿命,メンテナンスフリーであることが望ましい。直接形電力変換器は,交流電源から任意の交流へ直接電力変換を行うため,電解コンデンサや昇圧リアクトルを必要とせず,これらAC/AC電力変換システムの要求を実現できる。一方,入力と出力の同時制御やトランスの漏れインダクタンスのエネルギー処理などの問題があり,制御方式や回路方式を複雑化させている。本論文では,絶縁形AC/AC電力変換器として高周波トランスの両端に直接形電力変換器を適用した高周波ACリンクコンバータに,仮想変換器を想定した簡単な制御法を提案する。加えて,スイッチング損失と高周波トランスの漏れインダクタンスに伴うスナバロスを低減するために,(1)二次側コンバータに二相変調を適用しスイッチング回数を減少(2)二次側コンバータがゼロ電圧ベクトルを発生した際に一次側スイッチでトランスを短絡し二次側コンバータのスイッチングロスを減少(3)高周波トランスの巻き方として,一次巻線と二次巻線をツイスト巻にする事で漏れインダクタンスを低減する方法を提案した。提案した手法をシミュレーションと実験によりその効果を確認した。
セル状構造のSMAによる高伸縮性と高発生力を有するリハビリ用人工筋肉の開発

リハビリ用装具に適した、軽量・柔軟かつ無騒音な人工筋肉を、形状記憶合金(SMA)によって構築することを目的とする。特に、SMAワイヤをセル状構造に加工することで、軽量でありながらも高い伸縮性と適度な収縮力を温度変化で制御可能にする。有限要素法(FEM)解析と試作実験を行ったところ、SMAワイヤのうねりの幾何形状やそのパラメータ、および複線セル構造化を図ることで、目的に応じて最適な人工筋肉を実現可能であることが示された。本研究では、障害者の指関節リハビリ用装具に適した、軽量・柔軟かつ無騒音な人工筋肉を、形状記憶合金(SMA)によって構築する。特に、SMAワイヤを加工してセル状構造にすることで、局所的な曲げ変形を分散発生させ、構造全体では軽量でありながらも、SMAの形状記憶効果(SME)によって、高い伸縮性と適度な収縮力を有した人工筋肉を設計する。本年度は、実際にSMAワイヤでの人工筋肉の構築可能性を検証するため、昨年度FEM解析によって検討したSMAワイヤのうねり形状のうち、発生力は低いが高い伸縮性を示す波型形状を対象として、実際に波型形状の金型を作製し、SMAワイヤに形状記憶処理を行った。さらに、2本の波型形状SMAワイヤをスポット溶接で接合することで、複線セル構造も作製した。そして、これらの単線構造と複線構造に対して引張試験を実施したところ、直線状の単線ワイヤでは形状回復可能なひずみが5%程度であったのに対し、波型形状ワイヤでは、35%程度のひずみを与えても、加熱によって完全に元の形状に戻り、波型形状に加工することによる高い伸縮性を示すことができた。さらに、2本の複線波型セル構造においては、30%程度のひずみを与えた場合の回復力は、1本の波型ワイヤの場合に比べて約2.6倍も大きくなっていた。昨年度のFEM解析では、波型形状ワイヤを2本接合した場合、最大局所ひずみを低減できることが示されたが、本実験結果は、その基本的な原理と整合していると考えられる。十分な実験的検討は実施できなかったが、昨年度のFEM解析結果の検証を行うことができ、昨年度のFEM解析結果と本年度の実験結果より、SMAワイヤのうねりの幾何形状やそのパラメータ、複線セル構造化を図ることで、極めて高い伸縮性と適度な収縮力を有した人工筋肉を実現可能であることが示された。本年度は、そのSMAセル構造の様々なパラメータが、人工筋肉の特性に及ぼす影響を、有限要素解析(FEA)で評価した。その際、FEAに使用するSMAの特性を求めるため、SMAワイヤ単体での負荷除荷試験を実施した。そして、室温での応力ひずみ線図を計測し、弾塑性体に近似して各力学的特性を求めた。また、高温でも同様に計測をし、超弾性体として各特性を求めた。本研究ではFEAに商用ソフトのLS-DYNAを使用しているが、SMEを表現する材料モデルが無いため、室温と高温での力学的特性の差から簡易的にSMEを模擬した。検討したパラメータとしては、まず、SMAワイヤの幾何形状として、山形状・ハニカム状・波形状の3種類を対象とした。その際、形状回復能力に関係する最大局所残留ひずみと、加熱により発生する回復力を比較した。その結果、ハニカム状は高発生力、波形状は高伸縮性、山形状はその中間的な性質を示した。また、幾何パラメータとして、山形状では頂点の曲げ角度・曲げ振幅・ワイヤ直径を、ハニカム状では頂点の曲率半径を検討し、それらが上記2種類の指標と相関を有することがわかった。さらに、ワイヤ同士を結合してセル形状にした場合、最大局所残留ひずみに変化が生じることもわかった。以上の結果より、SMAワイヤの幾何形状を工夫することで、人工筋肉に要求される性能に適した設計が可能であることが確認された。交付申請書に記載の「研究実施計画」の平成23年度分において、セル状構造SMA人工筋肉の試作と、その人工筋肉構造の力学的性能評価を行うことが出来なかった。しかし、SMAワイヤ単体の力学的特性の計測は完了し、また、SMA人工筋肉構造の有限要素法による挙動解析は、超弾性効果を用いた擬似的な形状記憶効果による解析まで行うことが出来た。ただし、余裕があれば実施予定であった、形状記憶効果の理論に基づいたサブルーチンの構築までは着手できなかった。その一方で、平成24年度に実施予定であった、有限要素解析に基づいた最適なSMAセル構造の検討については、平成23年度において、十分なパラメータ・スタディを行うことが出来たと考えている。

したがって、平成23年度と平成24年度とで、実施内容の順番が当初の計画と部分的に入れ替わってしまったが、実際に研究を進めてみると、今回の流れの方が研究を進めやすく、また、計画の順番が入れ替わることによって特に研究が遅れているとは感じられない。以上より、おおむね順調に進展していると思っている。平成23年度は、有限要素解析を中心として研究を進めてきたが、平成24年度は、平成23年度の計画と順番が入れ替わった、セル状構造SMA人工筋肉の試作を行う予定である。その際に、特殊な金型ジグや、数種類のSMAワイヤが必要となるが、これらの製作・購入が平成23年度から平成24年度に移ったため、「次年度に使用する予定の助成金」が比較的大きく発生している。そして、SMAワイヤ人工筋肉の試作が完了したら、その人工筋肉構造の力学的性能評価を実施し、平成23年度に行った有限要素解析の結果を検証する。その後、指関節リハビリ装具に要求される伸縮率と発生力を満足できるように、平成23年度に確立した解析に基づいて、最適なSMAセル構造アクチュエータ(人工筋肉)を実際に作製する。そして、その発生力や伸縮率を定量評価し、所望の性能を満足しているか確認する。その後、実際に指関節に装着するリハビリ用装具を試作する。その際、SMAの加熱機構としてのシート状ヒータの選択や、指に装着したときに人体に影響が出ないか温度分布の計測を行う。また、自動で指を曲げ伸ばし運動させる制御機構についての検討も実施する。平成24年度においては、実際にSMAワイヤに幾何形状を記憶させるための金型を、数種類試作する。そして、SMAワイヤも数種類購入する。また、SMAワイヤ同士を結合してセル構造にするには、当初はスポット溶接を考えていた。しかしながら、平成23年度の解析結果では、確かにセル構造にした方が最大局所残留ひずみが抑えられるというメリットがあるが、その費用対効果を考えると、接着もしくは単線ワイヤを束ねたものでも十分な可能性がある。よって、様々な接着剤等の購入も必要である。そして、平成23年度に引き続き、有限要素解析を実施するため、LS-DYNAの年間ライセンス料を計上する予定である。また、実際に指装着リハビリ装具を作製するための費用も発生し、その温度分布は熱電対を複数設置して計測する予定である。そして、最終的に得られた成果を国内と海外の学会で発表するため、その旅費や学会参加費も必要であり、さらに、学術論文として投稿するための投稿料も必要となる。
電気化学発光過程をプロープとする構造規制界面電子移動の解析

本研究では、二次元CCD発光検出システムを新規に構築して、顕微鏡下で電極表面発光を測定・解析することにより、界面電子移動やそれに及ぼす電極表面構造の影響にについての直接観測を可能にする目的で研究を進めた。特にペリレンの電解酸化還元過程において、カチオンラジカルの二量体の結晶成長とそれを核とする局所場での電気化学発光過程の観測について検討した。アセトニトリル中でのペリレンの電極反応においては、電解還元時には溶液内で安定なペリレンアニオンラジカルが生成するのに対して、電解酸化時には電極表面には針状結晶が成長する。この電極に、-1.0V 100ms,+2.0V 100msの連続パルスを印加して、その過程でCCDによって光検出を行った結果、パルス電解開始直後の2秒間露光した場合には析出結晶表面で強い発光が観測された。この発光のスペクトル測定を行った結果、観測される発光は励起一重項状態を経由するのではなく、エキシマーを経由することがわかった。このことから、発光反応初期過程では析出結晶上では局所的にペリレンカチオンラジカルの二量体濃度が増大することにより、微結晶表面での発光が観測されるものと考えられる。さらに、二次元発光像の時間変化について観測した結果、10-20秒後には微結晶の背面からの発光が強くなり、コントラストが逆転したような発光像が観測できた。これは、結晶の溶解反応の進行に伴い結晶上よりむしろ電極界面溶液層のPe濃度が増大して、溶液内での発光反応が顕著になる理由によるものと考えられる。このほかにも、ペリレンカチオンラジカル塩が関与する電気化学発光観測においては、電極のエッジ効果やパルス幅に依存した結晶溶解反応の観測など、局所的かつダイナミックな電極反応過程の直接観測を可能にした。
重度手指麻痺患者の機能回復を促すマルチモーダル・ニューロリハビリテーションの創生

脳血管障害患者の手の運動意図に同期した「マルチモーダル感覚フィードバック」を付与するブレイン・マシン・インターフェース(BMI)を構築し,重度の手指麻痺を回復へ導くニューロリハビリテーション技術の確立を目指す。残存する視覚・運動感覚・触圧覚刺激による手の運動経路の再構築を促す介入を行い,回復期患者に対する臨床効果を検討する。機能回復指標による評価に加え,運動関連脳活動の機能的結合性解析ならびに電気生理学的検査による脳-脊髄興奮性変化を評価し,中枢から末梢に至る手指機能回復の神経機構を明らかにする。通所・在宅訓練にも適用可能な、慢性期患者を対象とした低コスト・自立型システムの開発と検証も行う。
衝動性視線変位時の眼球・頭部・体幹協調運動の制御機構

脳幹オムニポーズニューロン(OPN)は衝動性眼球運動(サッケード)発現に際して、サッケードジェネレータのゲイティングの役割を果たしていると考えられてきた。我々は今まで、電気生理学的研究を行い、OPNには従来示されてきたタイプの細胞に加え、いわゆる複雑型OPNが存在することを提唱してきた。すなわち、頭部を自由に動かせる条件下で、従来のOPNは一連の視線移動中に見られる視線の衝動性変位のみに関連して発火を停止する特徴を持つのに対し、複雑型OPNは、複数の衝動性視線変位とそれをつなぐ緩徐な視線変位を含めた、一連の視線移動の膳期間中、あるいはそれ以上の期間中発火を停止する特徴を持つ。ネコは、視線移動の際、眼球運動のみならず頭部、ひいては体幹を連動させてすばやい衝動性視線変位を行う。そこで、本研究者は、複雑型OPNが眼球・頭部運動のみならず体幹も含めた大きな振幅の視線移動に際してもゲイティングの役割を果たしているのではないかという仮説を立てた。本研究では無拘束ネコを用いた、眼球、頭部、体幹の一連の運動を行動学的に解析する必要がある。しかしながら、近年中動物の実験に対して様々な制約があり、実験は大変困難となっている。それに伴い、従来行ってきたネコでの実験系は見直しせざるを得ない状況である。眼球運動検出は従来コイルを用いてきたが、今後小動物使用を視野に入れ、ビデオ画像によるサンプリングの開発を試みる。体幹の変位検出法について、腰部にホルダーをとりつけホルダーにコイルをとりつけることを試みたが、動物に自由な運動を行わせることは困難である。本法については検討を要す。動物が視覚誘導性の衝動性運動を行うことを可能にするためには、頭部ホルダーや体幹ホルダーの形状など、今後検討すべき課題がまだ多い。本研究では複雑型OPNの神経活動を慢性的に記録する必要がある。昨年度からそのためのシステム構築に努めてきたが、実験系を確立するのは容易ではない。来年度は基礎的な実験データを集積していく予定としている。可能であれば組織学的実験を行い実験系を確立する。本研究で用いるネコは、視線移動の際、眼球運動のみならず頭部、ひいては体幹を連動させてすばやい衝動性視線変位を行う。このために、眼球と、頭部ホルダーにコイルをとりつけ、眼球運動検出装置の中で水平面での眼球運動、頭部運動をモニターする。これらから視線移動を検出することができる。次いで、本研究では複雑型OPNの神経活動を慢性的に記録する必要がある。本年度ではそのためのシステム構築に努めた。引き続き来年度もシステム構築に努める。

眼球運動検出は従来コイルを用いてきたが、今後小動物使用を視野に入れ、ビデオ画像によるサンプリングの開発を試みる。体幹の変位検出法について、腰部にホルダーをとりつけホルダーにコイルをとりつけることを試みたが、動物に自由な運動を行わせることは困難である。本法については検討を要す。動物が視覚誘導性の衝動性運動を行うことを可能にするためには、頭部ホルダーや体幹ホルダーの形状など、今後検討すべき課題がまだ多い。本研究では複雑型OPNの神経活動を慢性的に記録する必要がある。昨年度からそのためのシステム構築に努めてきたが、実験系を確立するのは容易ではない。来年度は基礎的な実験データを集積していく予定としている。可能であれば組織学的実験を行い実験系を確立する。
レーザープラズマX線による時間分解X線構造解析の可能性と装置設計

超短パルスレーザーを用いたX線構造解析を目的とし、フェムト秒レーザーの安定運転、また、分子クラスターからのX線発生、レーザー光の集光の実験、両方を念頭におき、C_<60>、ベンゼンのクーロン爆発の実験を行った。これらはJ.Chem.Phys.など3報、日本語解説に1報、報告した。1.超高出力のフェムト秒レーザーの安定運転1.1フェムト秒チタンサファイヤレーザーチタンサファイヤレーザー3段多重増幅レーザーを改良しつつ、用いた。(大阪大学レーザー核融合研究センター、研究分担者、阪部グループ)チャーブパルス増幅、最後にグレーティングペアによる圧縮等最先端技術を駆使し、高い強度で安定運転ができるようにした。(最高88fs,500mJ,10Hz)また、ビーム配管は真空パイプとし、長距離(30m)をビームが歪まないように伝搬できるようにした.1.2どこまで集光できるか高い効率のX線発生効率の鍵は、レーザーの集光強度である。軸はずし放物面鏡を計画しているが、今年度もアクロマティックレンズを用いた。照射レーザーエネルギーは120mJ,パルス幅120fsのとき、集光強度を8×10^<16>Wcm^<-2>と推定した。ビームパターンの実測、Xe多価イオンの検出によりこれを確かめた。2. C_<60>、ベンゼンのクーロン爆発ベンゼン、C_<60>などの大きい分子にレーザーを集光照射すると、クーロン爆発が起き、そのまえにX線変換が期待できる。表題の分子を10^<16-17>Wcm^<-2>のレーザー強度調べた。両方から、14価の炭素イオンが観測された。多価の炭素イオンはレーザーの偏光方向に強く放出された。計算器シュミレーション(MD)により、観測値の運動エネルギー分布をほぼ再現でき、炭素原子間での電子ホッピングが示唆された今後はC60、ベンゼンの代わりに金属クラスター、金属錯体をターゲットとし、X線発生とその性質を詳しく調べる計画である。超短パルスレーザーを用いたX線構造解析を目的とし、以下の実験を行った。また、関係の文献調査詳細に行った。1.超高出力のフェムト秒レーザーの安定運転1.1フェムト秒チタンサファイヤレーザーチタンサファイヤレーザー3段多重増幅レーザーを用いた。(大阪大学レーザー核融合研究センター、研究分担者、阪部グループ)チャープパルス増幅、最後にグレーティングペアによる圧縮等最先端技術を駆使し、以前の出力の約2倍の強度を得た。(最高88fs,500mJ,10Hz)これは、瞬間値であって、安定動作は今後の課題である。1.2どこまで集光できるか高い効率のX線発生効率の鍵は、レーザーの集光強度である。軸はずし放物面鏡を計画しているが、今年度はアクロマティックレンズを用いた。照射レーザーエネルギーは70mJ,パルス幅120fsのとき、集光強度を3.6×10^<16>Wcm^<-2>と推定した。2.レーザープラズマX線、X線検出系上記レーザー光を本年度はTiに集光照射し、そのK線を観測した。Ti Kα線:4.51KeV、Kβ線:4.93KeV,FWHM2.4eVを観測することができた。測定系はRbAP結晶分光器を15度の入射角度で利用した。検出系はCCDカメラである。上記のレーザーパルスを用いた場合、S/Nの良い測定には、100ショットが必要であった。変換効率3.4×10^<-6>sr^<-1>と推定した。単色のX線が必要であるが、実際は高密度プラズマによってシフトしたスペクトルが一部得られた。これを用いたX線散乱の観測とともに、X線の性質を詳しく調べることが、今後の課題である。表題の分子を10^<16-17>Wcm

^<-2>のレーザー強度調べた。両方から、14価の炭素イオンが観測された。多価の炭素イオンはレーザーの偏光方向に強く放出された。計算器シュミレーション(MD)により、観測値の運動エネルギー分布をほぼ再現でき、炭素原子間での電子ホッピングが示唆された今後はC60、ベンゼンの代わりに金属クラスター、金属錯体をターゲットとし、X線発生とその性質を詳しく調べる計画である。