hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ホヤ胚細胞分化の分子機構

ミオシン重鎖遺伝子は、マボヤ胚筋肉細胞特異的モノクローナル抗体を利用して、発現ベクターによるcDNAライブラリーをスクリーニングしたところあるcDNAクローンが得られ、塩基配列を決定して他の動物種での既知の塩基配列と比較したところ、ミオシン重鎖遺伝子の中程をカバーするものであることが判明した。このcDNAプローブを使って、ホヤの発生におけるミオシン重鎖遺伝子の発現パターンを解析するとともに、プライマー伸展法によって、5′上流域を含むプローブの作製を続けているアクチン遺伝子は他の動物でのcDNAプローブをもとに、マボヤのcDNAライブラリーからスクリーニングし、現在5種のクローンを得て、その塩基配列を決定している。アセチルコリンエステラーゼ遺伝子は、異なる2種の合成オリゴヌクレオチドプローブを駆使してcDNAライブラリーをスクリーニングした結果、ポジィティブなクローンが得られたので、現在塩基配列の決定を行い、遺伝子の同定を急いでいる。2、分化を誘導する因子の解析:ホヤ卵では、筋肉細胞の分化の決定に関与する細胞質因子の存在が知られており、それはマイオプラズムと呼ばれる細胞質に含まれていると考えられている。我々はマイオプラズム特異的抗体を作り、それを利用してユウレイボヤ卵巣のcDNAライブラリーからマイオプラズム特異的分子をコードする遺伝子のcDNAクローンを得た。またマウスで筋分化を誘導するMyoD1と類似する遺伝子の探索も開始している。
モンゴル語を中心としたアルタイ系言語との比較による日本語の活用の発生論的研究

本年度も、モンゴル語の文法の分析に重点をおいた。モンゴル語の文法はシベ語(満州語口語)の文法ときわめてよく似ているので、シベ語文法書をモンゴル語に書き換える作業をおこなった。シベ語文法書が日本語文法の枠組みで組み立てているので、結局、モンゴル語も日本語文法の枠組みで記述していることとなる。文法書は、常に完成ということがなく、一つの疑問点を解消しても、次々と疑問点が現れてくる。現在のところ、大きな疑問点はほとんど無くなっているが、それでも、時制の体系をどのように定めるのかは、まだ明瞭な結論は出せていない。モンゴル語のチャハル方言を基準としているために、どの地方の方言を標準とすべきかという点にも若干の問題が残っている。前年度までに集積した資料に基づき、音韻やアクセントなどについても、標準チャハル方言の確立に努めた。現在の段階では、モンゴル語の文法の骨格については明らかにできているので、取り敢えずの形であるが、文法書を作成している。この文法書の完成のためには、音韻の記述方法をより正確で、体系的なものにするのと、動詞に付く接辞の整理を、もう少しやっておく必要がある。モンゴル語文法書は将来公刊の予定である。また、『元朝秘史』をはじめとする歴史的文献の読解については、時間の関係で、あまり進まなかったが、歴史的な文法の変化は、必須の知識であるので、更に追求して行く予定である。本年度は、モンゴル語関係の書籍の目録を作成し、資料の収集を行った。特に、モンゴル語の方言の調査を行い、チャハル方言の特徴を明らかにすることに重点を置いた。この方言調査の資料を整理しつつある。日本語については、モンゴル語との文法的な差を明らかにするために、モンゴル語の接辞の意味と用法を基準として、日本語ではそれを助動詞で表現するのか、助詞で表現するのか、それとも助動詞も助詞も使わず、表現全体で表すのかという、モンゴル語を基準とした接辞の対応関係を中心に分析を行った。モンゴル語の場合には、モンゴル語の歴史的な研究も進んでいるので、『元朝秘史』をはじめとする歴史的文献の読解が必須の要件となるが、これらの読解にはかなりの基礎学力を必要とする。この訓練にも時間を割き、歴史的文献が有効に利用できる体勢を整えることも、次年度に向けての準備として、力を入れた。まだ十分とは言えないが、漢字を用いてモンゴル語を写す方法についての概略の知識は得られた。本年度はすべて次年度以降の研究を推進するための準備作業に終始したが、その面ではかなりの成果をあげることができた。本年度は、モンゴル語の文法の分析に重点をおいた。モンゴル語の文法は日本語の文法に似ており、できれば、日本語と同じような分類によって、文法記述を行いたいというのが、本研究の初めからのもくろみである。従って、とくに日本語や満州語などの文法との比較を行い、できる限り、日本語や満州語の文法記述と共通するように、品詞分類や接続の説明などに注意を払った。同時に、モンゴル語や満州語の文法現象を考慮することによって、日本語の文法についても、品詞分類や文法定義など、修正すべき点、新たな視点による再分類の必要性があると気づき、日本語文法の再検討も始めている。その過程の中で、山田孝雄の提唱しているいわゆる「山田文法」の品詞分類は、もう少し評価を受けても良いのではないかという感想を持っている。これらの文法の体系的記述は、まとまりがない状況であるが、恐らく、この混沌とした作業を継続してゆき、分析や知識が飽和状態に到れば、ある時期に一気に新しい文法体系が結晶して現れてくるだろうと、期待している。チャハル方言の調査については、モンゴル語の文法の研究には大きな働きを果たすことが無さそうであると結論がでて、今は方言調査は行っていない。また、『元朝秘史』をはじめとする歴史的文献の読解については、時間の関係で、あまり進んでいないが、歴史的な文法の変化は、必須の知識であるので、次年度も継続して検討してゆく予定である。

本年度も、モンゴル語の文法の分析に重点をおいた。モンゴル語の文法はシベ語(満州語口語)の文法ときわめてよく似ているので、シベ語文法書をモンゴル語に書き換える作業をおこなった。シベ語文法書が日本語文法の枠組みで組み立てているので、結局、モンゴル語も日本語文法の枠組みで記述していることとなる。文法書は、常に完成ということがなく、一つの疑問点を解消しても、次々と疑問点が現れてくる。現在のところ、大きな疑問点はほとんど無くなっているが、それでも、時制の体系をどのように定めるのかは、まだ明瞭な結論は出せていない。モンゴル語のチャハル方言を基準としているために、どの地方の方言を標準とすべきかという点にも若干の問題が残っている。前年度までに集積した資料に基づき、音韻やアクセントなどについても、標準チャハル方言の確立に努めた。現在の段階では、モンゴル語の文法の骨格については明らかにできているので、取り敢えずの形であるが、文法書を作成している。この文法書の完成のためには、音韻の記述方法をより正確で、体系的なものにするのと、動詞に付く接辞の整理を、もう少しやっておく必要がある。モンゴル語文法書は将来公刊の予定である。また、『元朝秘史』をはじめとする歴史的文献の読解については、時間の関係で、あまり進まなかったが、歴史的な文法の変化は、必須の知識であるので、更に追求して行く予定である。
マイクロ波合成による高機能性バイオモノリス固定相の迅速調製

液体クロマトグラフィーにおいて,これまでの分離カラムは,担体に数ミクロンの微粒子が用いられてきた。粒子充填型カラムにおいて分離性能を向上させるには粒子径をより小さくする,あるいは,カラムを長くするといった方法が挙げられ,多くの研究者が充填剤のサイズを減らすことで短時間かつ高効率を得てきている。しかし,粒子間の隙間が小さくなるとカラムの背圧が高くなるといった問題が生じる。それ以上の限界を超えるより高い性能は,モノリス型カラムを利用する事で達成できる。モノリス型カラムを調製する際,通常はカラムに前処理を施し,カラムに固定相を固定させるための二重結合を導入する。しかし,前処理には一般的に数時間から数十時間程度かかり,手間や時間がかかる。また,加熱炉を用いる外部加熱方式では作製されるモノリスのポアの均一性に限界がある。近年では合成化学において,マイクロ波を照射することにより,反応時間の大幅な短縮や,副反応が抑制され収率が向上する事が報告されている。しかしながら,マイクロ波加熱のメカニズムは長く議論されており,それは現在まで続いている。キャピラリーサイズのモノリス型固定相(カラム)はin situ重合法により調製される。有機ポリマーモノリスを調製する際,一般的にアクリルアミド系やメタクリル酸エステル系等のモノマーが使用されるが,本研究では,マレイン酸系のモノマー等を使用することにより,カラム管に前処理を施さず,カラムの調製にポロゲン(細孔形成剤)を使用しない,従来のカラムよりも調製手順が少ない,簡便かつ斬新なカラム調製法を見出した。そこで本研究では,この合成メカニズムを解明することとともに,マイクロ波照射技術の最適化をし,モノリス型キャピラリーカラムの調製の再現性向上を目指した。今年度はオーブンによる熱重合およびマイクロ波加熱(照射)によるマイクロ波合成法を用いて,有機ポリマー系モノリス型キャピラリーカラム(内径0.32 mmに統一)の調製および分離性能の比較検討を行った。新規マレイン酸モノリスカラムの合成では,モノマーとしてマレイン酸ビス(2-エチルヘキシル) (BEHM),架橋剤としてエチレンジメタクリレート(EDMA),ポロゲンとして1-デカノールのみをバイアル瓶中で混合させ,重合開始剤として2,2-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を加え,85 °C, 24時間オーブン内で熱重合させた。調製されたBEHMキャピラリーカラムを用いて,逆相モードによるアルキルベンゼン(toluene,ethylbenzene,propylbenzene,butylbenzene,amylbenzene)の分離保持を調べた。50%のアセトニトリル水溶液を用い,全てのサンプルは20分以内に完全分離でき,理論段数は約1000段だった。マイクロ波合成法では,1メタクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル(DMAEMA),2ビニルスルホン酸ナトリウム(VSA),3メタクリル酸3-スルホプロピルカリウム(SPMP)をモノマーとして利用した。ポロゲンは,1-デカノール,ジメチルホルムアミド,イオン交換水から2つ選び,EDMAとAIBNを加え,マイクロ波出力500 Wで30分重合させた。前処理を行わなくともモノリスを未処理のキャピラリーに固定させることが可能であることが分かった。しかし,カチオンおよびアニオンの分離能は熱重合に比較して悪かった。短時間重合では架橋剤であるEDMAがモノリス骨格の主体であるため,凝集が起こりやすくなると考察される。マイクロ波合成では,極性物質やイオンを選択的に加熱するため,キャピラリー内部から加熱することが可能であるため,モノリス内部と外部の間に加熱時間の差が小さくなり,短時間の重合でもモノリス骨格に与える影響は小さいことがわかった。今後,短時間重合の加熱条件を検証するため,C12有機モノリスカラムを使用し,以下の3種類の加熱条件を検討する。また,比較対象として同じモノマー溶液を用いて従来の重合方法で重合したC12有機モノリスを作製する。1100 °Cの水の中に入れ,マイクロ波を500 W, 30 min加熱2100 °Cの水の中に入れ,マイクロ波を500 W, 15 min加熱3100 °Cのオーブンで15 min加熱460°Cのオーブンで24 h加熱液体クロマトグラフィーにおいて,これまでの分離カラムは,担体に数ミクロンの微粒子が用いられてきた。

有機ポリマーモノリスを調製する際,一般的にアクリルアミド系やメタクリル酸エステル系等のモノマーが使用されるが,本研究では,マレイン酸系のモノマー等を使用することにより,カラム管に前処理を施さず,カラムの調製にポロゲン(細孔形成剤)を使用しない,従来のカラムよりも調製手順が少ない,簡便かつ斬新なカラム調製法を見出した。そこで本研究では,この合成メカニズムを解明することとともに,マイクロ波照射技術の最適化をし,モノリス型キャピラリーカラムの調製の再現性向上を目指した。今年度はオーブンによる熱重合およびマイクロ波加熱(照射)によるマイクロ波合成法を用いて,有機ポリマー系モノリス型キャピラリーカラム(内径0.32 mmに統一)の調製および分離性能の比較検討を行った。新規マレイン酸モノリスカラムの合成では,モノマーとしてマレイン酸ビス(2-エチルヘキシル) (BEHM),架橋剤としてエチレンジメタクリレート(EDMA),ポロゲンとして1-デカノールのみをバイアル瓶中で混合させ,重合開始剤として2,2-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を加え,85 °C, 24時間オーブン内で熱重合させた。調製されたBEHMキャピラリーカラムを用いて,逆相モードによるアルキルベンゼン(toluene,ethylbenzene,propylbenzene,butylbenzene,amylbenzene)の分離保持を調べた。50%のアセトニトリル水溶液を用い,全てのサンプルは20分以内に完全分離でき,理論段数は約1000段だった。マイクロ波合成法では,1メタクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル(DMAEMA),2ビニルスルホン酸ナトリウム(VSA),3メタクリル酸3-スルホプロピルカリウム(SPMP)をモノマーとして利用した。ポロゲンは,1-デカノール,ジメチルホルムアミド,イオン交換水から2つ選び,EDMAとAIBNを加え,マイクロ波出力500 Wで30分重合させた。前処理を行わなくともモノリスを未処理のキャピラリーに固定させることが可能であることが分かった。しかし,カチオンおよびアニオンの分離能は熱重合に比較して悪かった。短時間重合では架橋剤であるEDMAがモノリス骨格の主体であるため,凝集が起こりやすくなると考察される。マイクロ波合成では,極性物質やイオンを選択的に加熱するため,キャピラリー内部から加熱することが可能であるため,モノリス内部と外部の間に加熱時間の差が小さくなり,短時間の重合でもモノリス骨格に与える影響は小さいことがわかった。今後,短時間重合の加熱条件を検証するため,C12有機モノリスカラムを使用し,以下の3種類の加熱条件を検討する。また,比較対象として同じモノマー溶液を用いて従来の重合方法で重合したC12有機モノリスを作製する。
プロテインキナーゼを活性化するM期特異的な植物のキネシン様タンパク質

我々は昨年度までに、酵母を利用した実験系を用いて、タバコのプロテインキナーゼNPK1の活性化因子であるNACKを見いだし、それが新奇なキネシン様蛋白質であることを明らかにしてきた。多くのキネシン様蛋白質は、微小管上を動くモータータンパク質としての性質を保持しており、細胞内の小胞輸送や細胞分裂時の染色分配などに機能していると考えられている。本研究の目的は、NACKの植物細胞における機能を探ることである。本年度は、以下のことを明らかにした。(1)NACKは細胞周期のM期に蓄積される。(2)NACKとNPK1は、タバコ細胞の細胞周期のM期に見かけ上の分子量が高分子側にずれる。このずれは両タンパク質のリン酸化による。(3)NACKと相互作用するタンパク質のcDNAを酵母のTwo-hybrid systemによりスクリーニングしたところ、13種類のcDNAが得られた。この中には、Rb結合タンパク質やRho-GAPに類似しているアミノ酸配列をコードしているcDNAが見いだされた。(4)NACKは、NPK1によりリン酸化された。(5)NACKはフラグモプラスト微小管に局在した。以上の結果から、NACKはM期において、細胞周期に関連している何らかの機能、特に細胞質分裂に関わっている機能を果たしている可能性が考えられた。今後は、NACKの優性機能欠損変異体を細胞に導入して、細胞分裂におけるNACKの役割を具体的に検討する計画である。
オーストロネシア語族比較文法論としてのラマホロット語動詞連続構文研究

本研究計画では、東インドネシア諸語であるラマホロット語の動詞連続構文を、フィリピン諸語であるタガログ語のフォーカス・システムと比較しつつ記述・分析した。その結果、カバーする機能領域、文法化の経路、補文構造、項/付加詞の区別の明確さ、従属節の性質などの点で両者が大きく異なっていることが世界で初めて明らかとなった。タガログ語の動詞形態論とラマホロット語の動詞連続構文の間に直接的な機能的継承関係はないと見るべきであろう。オーストロネシア語族は1,200を超える言語が属する世界最大の語族の一つである。この語族は台湾を祖地とし、そこからフィリピン・西インドネシアに渡り、さらに東インドネシア地域を経て、オセアニアの島々に拡大していった。東インドネシア地域のオーストロネシア語族の言語は、この語族の歴史を考える上で極めて重要である。なぜなら、フィリピン諸語・西インドネシア諸語で存在した動詞形態論が消滅し、かわりに動詞連続構文が発達したと考えられるからである。しかし、両者の関係を実際に比較検証した研究はない。そこでこの研究計画では、東インドネシア諸語であるラマホロット語の動詞連続構文を、フィリピン諸語のタガログ語との比較を通して分析する。具体的には[I]ラマホロット語の動詞連続構文を記述的に分析したうえで、[II]タガログ語のフォーカス・システムと比較し、[III]両者の共通点・相違点とその背後のメカニズムを明らかにする。本研究計画は、インドネシア・フィリピンにおいてフィールド調査を実施し、[A]自然談話による動詞連続構文基礎データ、[B]聞き取り調査質問票による比較対照データを収集することで上記研究課題に答えようとする。このように本年度遂行した研究は上記研究目的を達成するための基礎となる重要なものである。また、複数の国際学会・国内学会でその成果を広く公開できた点でも意義深い。平成27年度は2つのことを目指した。第一に、データ収集のための基礎研究である。この目標については、まず、[B]の調査票を完成させた。動詞連続の言語類型論的研究だけでなく東インドネシア諸語の文法書も参照しながら調査票を作成した。第二に、1ヶ月(インドネシア)と2週間(フィリピン)のフィールド調査を行い、調査票を試し調査項目の確認を行った。この際、[A]自然談話データの収集も行った。また、本年には国際オーストロネシア諸語学会に参加し、このプロジェクトに関連した発表を行い、国内外の研究者と情報交換・資料収集を行った。このように、平成27年度に目指した課題を達成することができたので、研究計画はおおむね順調に進展していると言える。なぜなら、フィリピン諸語・西インドネシア諸語で存在した動詞形態論が消滅し、かわりに動詞連続構文が発達したと想定されるからである。本研究計画は、[A]自然談話による動詞連続構文基礎データ、[B]聞き取り調査質問票による比較対照データを収集することで上記研究課題に答えようとする。平成28年度は研究計画の2年目として基礎的研究に加えて[A][B]に基づくデータ収集を行った。平成28年9月にインドネシア、平成28年7-8月にフィリピンで調査を行いデータを収集した。その成果を日本言語学会、26th Annual Meeting of the Southeast Asian Linguistics Societyなどの国際学会ならびに国内学会で発表した。さらに、ラマホロット語の節連結において重要なinsubordinationについて論文を執筆し、発表した。平成28年度は2つのことを目指した。まず、データ収集のための基礎研究である。この目標については、インドネシアとフィリピンでフィールド調査を行い、調査票に基づく調査および自然談話データの収集、コーパスの整備も行った。また、本年には東南アジア言語学会に参加し、このプロジェクトに関連した発表を行い、国内外の研究者と情報交換・資料収集を行った。このように、平成28年度に目指した課題を達成することができたので、研究計画はおおむね順調に進展していると言える。本研究計画は、[A]自然談話による動詞連続構文基礎データ、[B]

聞き取り調査質問票による比較対照データを収集し上記課題に答えようとする。平成29年度は研究計画の最終年として基礎的研究に加えて[A][B]に基づくデータ収集とその整理、論文執筆を行った。平成29年9月にインドネシア、平成29年8月にフィリピンで調査を行いデータを収集した。その成果を日本言語学会、国際RRG学会などで発表した。これらの学会発表の成果は現在、論文化しているところである。さらに、ラマホロット語の節構造を理解するために重要な指示詞の問題、タガログ語のプロソディーについて論文を発表した。期間全体として、ラマホロット語の動詞連続構文のいろいろ、動詞連続構文の特殊な文法化パターンを発見し、その背景に、両言語の節構造に関する違い、特に、補文構造の違いと項・付加詞の区別の違いがあることが判明した。これらの成果を調査票、自然談話、実験的手法を駆使して明らかにできた。このように本年度遂行した研究は、論文化の途中であるものの、研究目的を達成するのに十分なものであった。国際学会を主催し国際学会・国内学会でその成果を公開した点も意義深い。本研究計画では、東インドネシア諸語であるラマホロット語の動詞連続構文を、フィリピン諸語であるタガログ語のフォーカス・システムと比較しつつ記述・分析した。その結果、カバーする機能領域、文法化の経路、補文構造、項/付加詞の区別の明確さ、従属節の性質などの点で両者が大きく異なっていることが世界で初めて明らかとなった。タガログ語の動詞形態論とラマホロット語の動詞連続構文の間に直接的な機能的継承関係はないと見るべきであろう。今後の研究の推進方策は主に3つある。第一に、データのさらなる収集である。これまでの調査ですでにある程度のデータを収集することに成功しているが、十分とは言いがたい。したがって、平成28年度ではさらにデータ収集に励むことにする。第二に、データのコーディング作業を進めることである。これまでに収集したデータを分析のために使うには、データを加工し、メタデータを付与し、実際に使用できる状態にしなくてはならない。そのためにコーディング作業が必要である。もちろん現地調査の段階からすでにコーディング作業は推進しているが、平成28年度はもっと進める必要がある。これまでの調査ですでにある程度のデータを収集することに成功しているが、やはり十分とは言いがたい。したがって、平成29年度ではさらにデータ収集に励むことにする。もちろん現地調査の段階からすでにコーディング作業は推進しているが、平成29年度はもっと進める必要がある。最後に、そして、何より、得られたデータを分析して研究課題で設定した問題に取り組む必要がある。
メラトニンを指標とする加齢及び痴呆に伴う生体リズムの変化に関する研究

[目的]加齢に関連した概日リズムの変化と中枢神経系の関連について調べるため、痴呆患者及び健康な各年齢層において血中メラトニン濃度を測定し、同時に体温・睡眠・活動リズムについての検討した。さらに光や社会的接触などの生体リズムへの同調因子の条件を変え、上記リズムの変化を各年齢別に分析した。[方法]3時間おきに24時間の採血を施行し、ラジオイムノアッセイ法にてメラトニンを測定した。メラトニンリズムの最高値、最高値の出現時刻、日中の基礎分泌などをリズムの指標として解析した。[結果](1)メラトニンリズム消失の割合:痴呆患者では統計的に有意にリズムの消失している割合が多かった。病状の経過と共に全般にリズムが平坦化して不明瞭になる。(2)光療法の実施:健常者のメラトニンリズムは高照度の光環境によって振幅が大きくなるが、重度の痴呆患者では光環境との関連より脳の器質的変化の影響がより大きいものと判断された。(3)他の生体リズムとの関連:痴呆患者では生体リズムの異常の発現時期には差があり、メラトニンリズムが消失していても、他の生体リズムは保たれていた。体温リズムは最も遅くまで保たれていた。(4)アクティグラフによる活動量の測定:活動量の変化は夜間せん妄、徘徊、多動などの臨床症状によく対応しており、活動量を指標として痴呆患者の異常行動は定量化できることが明らかになった。在宅の患者ではデイサービスを利用していない週末に夜間せん妄が出現する傾向があった。デイサービスは同調因子を強化することによって、活動リズムの安定に治療的に関与していることが明らかになった。加齢及び痴呆症に関連した概日リズムの変化と中枢神経系の相関について知るため、痴呆患者及び健康な高年齢者層において、生体のもつ各種の生理機能についてのリズムを計測した。メラトニンは概日リズムを示すホルモンの一つであり、内因性の生体リズムのよい指標となる。したがって今回は、血中メラトニン濃度の測定を重点的に行った。また同時に体温及び活動リズムについての検討も行なった。痴呆患者の対象として入院中のAlzheimer病およびAlzheimer型老年痴呆の患者16例を測定した。また対照としての高年齢者層には、痴呆群と年齢を合わせた健康な男女13例、痴呆群と同じ病院に入院中で痴呆を認めない患者10例を選定した。後者の群は、健康な高齢者群と痴呆群では生活環境が大きく異なるため設定した。また20歳代の健康な男女10例も対照群として測定した。測定の結果、対照の高齢者群および入院患者群では、メラトニンの日内リズムが見られなかったのは1例ずつであったのに対し、痴呆群では16例のうち6例にリズムが認められなかった。若年群では全員にリズムを認めた。メラトニンリズムの認められない場合は痴呆患者では37.5%、痴呆と同年齢で痴呆がない群では8.7%となる。メラトニンリズムが消失している割合は、痴呆のない群と比べ痴呆患者の方が有意に高い(P<0.05,t-test)。またアクトグラムを用いた活動リズムの測定結果から、メラトニンリズムの有無がただちに生体の活動リズムの異常の有無と結び付くものではないことが示された。活動リズムの異常は、痴呆が進んだ例やせん妄状態の患者で観察されていることから、脳の病理学的変化と併せてZeitgeberに対する生体の感受性もリズム障害の出現に対して重要な要因となっていると考えられた。1)対象数の増加と時間経過の観察:痴呆患者16例中リズムの消失していた患者は6例であったが、健常高齢者では23例中リズムの消失していたのは2例だけであった。

痴呆患者では統計的に有意にリズムの消失している割合が多い。時間経過によるメラトニンリズムの変化を5例を対象に検討した。痴呆患者のメラトニンリズムは次第に平坦化したが、その速さには脳の萎縮や臨床症状が関連していた。2)光療法の実施:3,000Luxの高照度光を午前9時から11時まで2時間連日照射し、照射前、1週間後、2週間後にメラトニンを測定した。健常者のメラトニンリズムは高照度の光環境によって、振幅が大きくなった。しかし、重度の痴呆患者では光環境との関連は少なく、脳の器質的変化の影響がより大きい。3)他の生体リズムとの関連:メラトニン、体温、活動休止リズムを同時に、3ヶ月ごとに3回測定した。痴呆患者では生体リズムの異常の発現時期には差があり、メラトニンリズムが消失していても、他の生体リズムは保たれていることが明らかになった。また、体温リズムは最も遅くまで保たれていることが判明した。4)アクティグラフによる活動量の測定:睡眠覚醒障害、せん妄、徘徊などの症状のある痴呆患者の活動量をアクティグラフを用いて検討した。活動量の変化は夜間せん妾、徘徊、多動などの臨床症状によく対応しており、活動量を指標として痴呆患者の異常行動は定量化できることが明らかになった。また、在宅の患者ではデイサービスを利用していない週末に夜間せん妄が出現する傾向があったが、これらの症例では、週末の昼間の活動量が減少し、夜間の活動量が増加していた。このことから、デイサービスは同調因子を強化することによって、活動リズムの安定に治療的に関与していることが明らかになった。
脳動静脈奇形の発生機構におけるnotch-hes経路の関与に関する研究

脳動静脈奇形(AVM)は、胎生早期より認める先天性の血管奇形である。先天性の血管障害であるが、発生上の機構はいまだ解明されていない。本研究の第1の目的は、マウスの血管発生において、notchシグナル系とephrin-B2/Eph-B4とを結ぶ因子がhes/hesrであることを証明することである。第2の目的は、手術で摘出した脳動静脈奇形の標本を用いて、脳動静脈奇形の発生機構にnotchシグナル系、hes/hesrファミリー、ephrin-B2/Eph-B4の関与することを証明すること証明することである。Notchの下流因子としては、bHLH型遺伝子hes1、hes5、hes7、hesr1、hesr2が知られており、これらがnotchとephrin-B2とを結ぶ物質の可能性が高い。hesファミリーのノックアウトマウスについては、血管系は解析しておらず、また、hesr2のノックアウトマウスの報告では、心奇形が認められたものの、他の血管系は正常であった。本研究では、京都大学ウイルス研究所影山教授研究室で作成されたhes1、hes5のノックアウトマウスの血管系の異常を解析した。本年度は、hes1/hes5の組み合わせでダブルノックアウトマウスを作成した。hes1、hes5のそれぞれのノックアウトマウスはすでに作成されているので、交配により、ダブルノックアウトマウスを作成し、解析した。PECAM-1の免疫染色でノックアウトマウスの血管を解析した。さらに、本年度も引き続き、脳動静脈奇形の手術標本を、流入動脈、奇形本体であるナイダス、導出静脈のそれぞれを別々に採取し、RNAを抽出した。これらに対してRT-PCR法あるいはノーザンブロッティング法にてnotch、hes/hesr、ephrin-B2/Eph-B4の発現量を調べた。また、in-situハイブリダイゼーション法および免疫染色にてそれぞれの因子の発現を調べた。まず、マウスを用いた研究では、京都大学ウイルス研究所影山教授研究室で作成されたhes1およびhes5のノックアウトマウスの中枢神経系の血管の発生の異常を解析した。hes1およびhes5ノックアウトマウスの胎児をE9.5、E10.5、E11.5、E12.5、E13.5、E14.5、E15.5、E16.5、E17.5の各時期で固定し、切片(凍結切片)を作成した。これに対して、Hesr1,Hesr2,Notch1,Notch3,Jagged1、Ephrin-B2、Eph-B4、PECAM-1、alpha-smooth muscle actinの抗体を用いて免疫染色を行った。現在は、免疫染色の結果を詳細に解析中であるが、hes1およびhes5の単独のノックアウトマウスではフェノタイプは軽微であった。これは、それぞれが相補的に働くためと考えられる。このため、hes1およびhes5を交配し、hes1/hes5ダブルノックアウトマウスを作成した。今後は、ダブルノックアウトマウスの解析を行う。続いて、手術標本を用いた研究として、本年度は脳動静脈奇形に対する手術(摘出術)の際に、手術標本を採取し、固定、保存した。これを用いて切片(パラフィン切片)を作成した。Hes1およびHes5は臨床材料での免疫染色が困難であることが予備実験で分かったため、これらの臨床材料に対してまず、Hes1およびHes5の免疫染色の条件を詳細に検討した。次に、Hes1、Hes5、Hesr1,Hesr2,Notch1,Notch3,Jagged1、Ephrin-B2、Eph-B4、PECAM-1、alpha-smooth muscle actinの抗体で免疫染色を行った。現在、免疫染色の結果を詳細に検討中である。

これらに対してRT-PCR法あるいはノーザンブロッティング法にてnotch、hes/hesr、ephrin-B2/Eph-B4の発現量を調べた。また、in-situハイブリダイゼーション法および免疫染色にてそれぞれの因子の発現を調べた。
狂犬病ウイルスの伝播ダイナミクス及びワクチン戦略研究

本研究では、人獣共通感染症である狂犬病のコントロールを目的とし、その撲滅のための戦略について検討を行なうべく研究を行った。狂犬病蔓延国であるフィリピン共和国(フィリピン)を対象地域として狂犬病ウイルスの伝播動態解明を行った。フィリピンのルソン島内における地理的伝播について、地形遺伝子学に詳しいUniversity of GlasgowのDr. Roman Biekの協力を得て研究を行った。景観遺伝学的手法を用い、ウイルスの地理的伝播に寄与する因子を、地形(標高勾配/河川・湖/植生)・ヒトコミュニティ(人口密度/道路密度)・狂犬病対策活動(地方自治体における年間支出額/小学校数)の3種類のデータから探索・評価した。解析には、ウイルス遺伝的距離と検体採取地間コスト距離を用いたマンテル検定(距離行列の相関解析)及び、ウイルス遺伝子系統クラスターと採取地のコスト空間クラスターを用いた関連指標検定(Association index test)を用いた。結果、標高勾配がウイルスの伝播に対して最も大きな障壁であると推測された。しかし、ウイルス感染鎖の空間分布を決定づけるほど大きな影響を持つ因子は認められず、地形・ヒトコミュニティ・狂犬病対策活動といった因子のウイルス伝播に対する影響はさほど大きくないことが示唆された。以上より、フィリピンにおける狂犬病ウイルスの島内伝播動態が明らかとなった。現状の対策では狂犬病清浄化の実現可能性が低いことが予想される。狂犬病清浄化のためにはサーベイランスの強化やワクチン接種といった対策の継続が重要であり、地域内の感染鎖の広がりを断ち切るために、地方自治政府間の連携した狂犬病対策が必要であると考えられた。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、人獣共通感染症である狂犬病のコントロールを目的とし、その撲滅のための戦略について検討を行なう。狂犬病蔓延国であるフィリピンをフィールドとして、狂犬病ウイルスの分子疫学及び疫学的アプローチから研究を行っている。当初、Ilocos Norte provinceをフィールド候補地としてGlobal Alliance for Rabies Control (GARC), Provincial Veterinary Office (PVO), ReSearch Institute for Tropical Medicine (RITM)との共同研究を計画していたが、GARSCによる大規模なイヌワクチンキャンペーンの開始により狂犬病疑い動物数の減少が見られ、疫学的研究を行なうに値するサンプルサイズが期待できないと判断したため、別のフィールド候補地(これまでの研究においても協力的で、多くの検体数が見込めるRegion IIIのPampanga province)でのActive surveillance研究を検討中である。一方で、RITMとの共同研究において、フィリピン全土のRegional Animal Disease Diagnostic Laboratory (RADDL)計17の内、11RADDLから検体収集を行っている。このサーベイランスはPassiveであるため、詳細な疫学情報を得ることが出来ないという欠点はあるが、その分Active surveillanceと比較し広大な地域からの検体収集を行なうことができている。これらの検体から狂犬病ウイルスの遺伝子配列を解読し、その遺伝子学的なリンクについてGIS等を用いた空間解析を行なうことで、フィリピン全体でウイルスがどのように伝播してきたかを明らかにした。この結果、狂犬病ウイルスの伝播は極めて地域内に限局しており、ウイルス伝播の空間集積性が見られた。現状の狂犬病対策は地方政府単位で行われているが、ウイルスの伝播サイクルの広がりを予測し、その広がり方を考慮した上で近隣地方間での組織的イヌワクチン戦略を展開することで、ウイルス伝播をより有効的に阻止できることが示唆された。より有効なワクチン戦略への提言を目標とした場合、詳細な地域内伝播ダイナミクスを解明する必要がある。フィリピンが多くの島群からなる島国であることも踏まえ、島間伝播と島内伝播の2パターンの伝播動態について解析を進めている。島間伝播については、既にフィリピン全体の分子疫学研究の結果、稀なイベントであることが明らかとなっている。しかし、狂犬病対策が十分に行われていない現状では、たとえ狂犬病が見られていない地域であったとしても、一度のウイルス流入により狂犬病が蔓延してしまう可能性が考えられる。分子時計解析・系統地理学的解析・数理モデルを用い、近年フィリピン国内で見られた島間伝播の解析を行った結果、島への流入からイヌ狂犬病症例の発見まで1年ほどかかる可能性があること、イヌワクチン接種率が低い現状ではウイルス流入後容易に狂犬病が伝播しうることが示唆された。狂犬病ウイルスの流入を検知することは困難であり、たとえ狂犬病症例が報告されていない状況であっても、ウイルスの流入に備えた対策を通常時より行っておく必要があると考えられる。島内伝播については、ウイルス伝播のリスク・障壁因子の探索と評価を目的として研究を行っている。島内のウイルス伝播に強い空間集積性が見られたことから、ウイルスの伝播を阻止及び促進する何らかの因子の存在が考えられる。そこで、得られたウイルス遺伝子情報・地理情報を用い、地形・ヒトコミュニティの有無・地域内狂犬病対策状況等がどれほどウイルス伝播に影響を与えているのかを遺伝子系統学・地形遺伝子学的側面から解析をしている。

フィリピンのルソン島内における地理的伝播について、地形遺伝子学に詳しいUniversity of GlasgowのDr. Roman Biekの協力を得て研究を行った。景観遺伝学的手法を用い、ウイルスの地理的伝播に寄与する因子を、地形(標高勾配/河川・湖/植生)・ヒトコミュニティ(人口密度/道路密度)・狂犬病対策活動(地方自治体における年間支出額/小学校数)の3種類のデータから探索・評価した。解析には、ウイルス遺伝的距離と検体採取地間コスト距離を用いたマンテル検定(距離行列の相関解析)及び、ウイルス遺伝子系統クラスターと採取地のコスト空間クラスターを用いた関連指標検定(Association index test)を用いた。結果、標高勾配がウイルスの伝播に対して最も大きな障壁であると推測された。しかし、ウイルス感染鎖の空間分布を決定づけるほど大きな影響を持つ因子は認められず、地形・ヒトコミュニティ・狂犬病対策活動といった因子のウイルス伝播に対する影響はさほど大きくないことが示唆された。以上より、フィリピンにおける狂犬病ウイルスの島内伝播動態が明らかとなった。現状の対策では狂犬病清浄化の実現可能性が低いことが予想される。狂犬病清浄化のためにはサーベイランスの強化やワクチン接種といった対策の継続が重要であり、地域内の感染鎖の広がりを断ち切るために、地方自治政府間の連携した狂犬病対策が必要であると考えられた。より有効なワクチン戦略への提言を目標としているが、そのために必要な狂犬病ウイルス伝播ダイナミクスについて、島間伝播・島内伝播の両面から解明することができているため。島間伝播については、フィリピン国内の獣医学会にて発表することができ、地方政府への狂犬病対策に関する提言という目的を達成することができた。島内伝播については、グラスゴー大学のDr. Roman Biekとの共同研究を進めることができた。グラスゴー大学への短期留学により、地形遺伝子学や系統地理学の手法やアイデアを確認することができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。島間伝播については既に論文としてまとめ上げ、近く英文雑誌に投稿する予定である。島内伝播については、これまで同様ウイルス伝播のリスク・障壁因子の探索と評価を目的として研究を進めていく。これまでに得られたウイルス遺伝子情報・地理情報を用い、ウイルス伝播に対する地形やヒトコミュニティの有無、地域内狂犬病対策状況等の影響の有無と大きさを遺伝子系統学・地形遺伝子学によって評価していく予定である。地形やヒトコミュニティの有無は、フィリピンの標高データ・人口・道路網地図を用い、既に収集済である。
高次高調波を用いる超音波エコー画像の画質改善に関する研究

超音波を用いて生体内部を映像化する超音波診断装置では、スペックルと呼ばれる斑紋状のパターンが画像に現れ、画質を劣化させることが知られていた。スペックルを軽減するためには、広い周波数にわたって多数の画像を多成して、それらを対数変換後加算することが効果的であることを、理論的および実験的に示した。従来超音波診断装置で用いられている振動子の帯域では、スペックル軽減効果を得るために十分な帯域幅を有していないため、実用化に到っていなかった。そこで、本研究では、超音波が生体組織中を伝搬する際の非線形効果によって発生する高次の高調波を用いる手法を考案した。そして、エコーを受信するための受波専用の振動子(広帯域なPVDF振動子)を送波用振動子の送波側に接着して、高次高調波の受信感度が下がらないようにした。この振動子を用いて寒天ゲルファントムの映像化実験を行ったところ、第2から第4高調波においてはスペックル軽減効果を確認することができた。しかし、4次高調波以上の高調波では十分なダイナミックレンジを確保できなかった。そこで、基本波である2MHzと第4高調波に相当する8MHzの超音波を同時に送波させることによって、効率よく発生させることのできる二次波だけで5つの異なる周波数のビームを形成させ、それらをエコーから検出することによってスペックル軽減効果を期待した。2MHzと8MHzを同時に送波できるアニュラ型振動子を試作して、それを市販のメカニカルセクタ型振動子に組み込み、寒天ゲルファントム、豚肉、指等の映像化実験を行ったところ、スペックル軽減効果を確認した。本研究課題では、まず,狭帯域の超音波パルスを送波し,生体組織の音響的非線形性によって発生する高次の高調波をエコーから抽出して,いわゆるハーモニックイメージを高次にわたって形成する超広帯域超音波イメージングシステムを開発する。このシステムを用いて実際の生体組織からのエコーによって得られた高次ハーモニックイメージを形成し,さらにそれらを用いたスペックルノイズ軽減効果を調査して,画質改善の有効性を検討することを目的とする。このシステムは,試作した超音波プローブ(送信はPZT、中心周波数2MHz,受信はPVDF、中心周波数8MHz,比帯域120%)を市販の超音波診断装置(アロカ社;SSD1000)に組み込んだメカニカルセクタイメージング装置を基本としたものである。この装置は入力信号として送信する超音波パルスを励起するための電気信号を必要とする.そこで,コンピュータに接続されたDAボードを用いて、任意に発生した信号をパワーアンプ(ENI;2100L)によって増幅して、超音波パルスを送信し、PVDFで受信したエコー信号を出力する。出力信号はADボードによってディジタル信号に変換され,コンピュータで処理される。このイメージングシステムを用いてファントム実験を行い、性能を評価する。水槽中の寒天ゲルファントムを用いた実験によって、基本波(2MHz成分)から第6高調波(12MHz成分)までの画像を形成することができた。また、基本波から第4高調波までの4つの画像を対数変換後加算することによって、スペックルを平滑化し、画質改善を図ることができた。問題点として、減衰の大きな媒質中での第4高調波以上の高調波ではダイナミックレンジが不足していた。基本周波数(2MHz)と4次高調波(8MHz)を同時に送波し、エコー信号を広帯域に受信するメカニカルセクター型超音波診断装置を試作した。超音波振動子は、送波用としてPZTで、受波用としてPVDFで製作した。2MHzと8MHzを同時に送波するために、共振周波数8MHzの円形のPZTの周囲に共振周波数2MHzのアニュラー形状のPZTを配置した。受波用のPVDFはPZTの振動面に接着した。PZTへ入力する信号は外部から供給し、PVDFで受信した信号を増幅して出力する。

増幅したアナログ信号はコンピュータに組み入れたADボードに入力され、14ビット100MHzサンプリングでデジタル信号に変換される。また、画像を形成するために、振動子の走査に同期したタイミング信号と、パルス送波のタイミング信号を同時にADボードへ入力する。デジタル化された受信エコー信号を用いてソフトウエアで画像の計算を行う。まず、バンドパスフィルタによって2MHz、4MHz、6MHz、8MHz、10MHz近傍の周波数成分に分け、それぞれの帯域の信号を直交検波する。それらすべての信号を乗算した後対数圧縮するとスペックル軽減された画像が得られる。この超音波イメージングシステムを用いて、水中の寒天ゲルファントム、豚肉、指、足の映像化実験を行った。結果は、SNRで約5.5dB改善し、スペックル軽減効果を確認できた。また、豚肉、指、足の映像化することによって画質向上を確認できた。一方、超音波ビームを測定したところ、10MHzのビームが1次波として送波した8MHzよりも大きな音圧として発生していた。1次波よりも大きな2次波が非線形効果で発生するとは考えにくい。PZTの振動と同時にPZTに接着されているPVDFが前後に移動することになる。つまり、超音波がPVDFを通過する再にPVDFの運動によるドプラ変調を受けるためと考えられる。超音波診断装置で得られる生体内部にはスペックルと呼ばれる超音波に特有な雑音が発生し、画質を大きく劣化している。本研究では、このスペックル雑音を軽減することを目的としている。従来、スペックル軽減を行うためには、周波数帯域内を分割して得られる多数の画像を加算平均する手法が提案されてきたが、ひとつの振動子の周波数帯域では効果的なスペックル軽減を行うことが難しかった。そこで、本研究では二周波数の超音波を同時に送波して、生体組織の音響的な非線形性で生成される二次波を用いることによって、従来より広帯域にわたって多数の画像を形成する。平成18年度では、2MHzと8MHzを同時に送波できるアニュラ型のPZT型振動子を開発して、エコーにおける4,6,10MHz成分を抽出して映像化を行うメカニカルセクタ型の超音波診断装置を試作した。平成19年度では、この超音波診断装置を用いて、in vitro, in vivoでの実験を行い、本手法の有効性を検討した。その結果、スペックル軽減効果を確認できた。一方、リング形状の2MHz振動子のビームがかなり広がっているため、2MHzと8MHzのビームが同等となるように、積層型のPZT振動子を設計、試作した。積層振動子による二次波をハイドロフォンによって測定した。その結果、4MHz、6MHz、10MHzの二次波の発生を確認した。しかし、課題として、8MHzの音響出力が2MHzと比べて10dB程小さいこと、試作振動子が平面であるため、ビームがかなり広いことなどを挙げられる。
幼児～学童期の摂食機能障害に関する基礎調査-口腔内に食物が残る子どもへの介入-

摂食機能の発達支援として口腔内食物残留を呈する子どもへの介入の必要性を検討するため、特別支援学校児童の摂食の実態を調査した。児童数974名中、食事中・後の口腔内に食物残留を認める者(対象児)は103名(10.6%)であった。対象児の男女比は1.6:1、対象児1名に教員1,2名が関わり給食の摂食介助を行っていた。含嗽が不可能な者は約8割、歯磨きで口腔内残渣物を除去するケースは多かった。口腔内の食物残留は送り込みの障害や齲歯・歯肉炎の罹患を高めるため、口腔内食物残留の減少を目標とした発達支援は必要と思われる。<目的>精神発達遅滞を伴う小児は摂食機能の発達遅延が生じやすく、口腔内の食物残留を呈する症例もみられる。摂食機能の発達支援として口腔内食物残留を呈する小児への看護介入の必要性を検討するため、口腔内に食物が残る子どもの実態を調査する。<方法>2009年9月から調査対象施設を選考し、11月から特別支援学校への訪問を開始した。学校長に研究計画書と調査依頼文を用いて説明し、調査協力の同意と許可を得た。学校長に調査対象の教職員を紹介して頂き、調査への参加は自由で参加を断っても不利益を被らず、辞退できることを確約した。また調査参加者の質問には必ず答え、調査結果を伝えることを約束した。さらに調査結果は看護実践への寄与を目的に学会等で発表すること、その際は学校名・生徒名が特定されないよう配慮することを条件に学校長の承諾を得て調査を開始した。対象者に自記式質問紙調査票を配布し、小学部児童数、食事援助の必要な児童数、食事中・後に口腔内食物残留を認める児童数、性別、年齢、疾患、精神発達遅滞、介入の実際等を調査した。調査票はデータの信頼性を高めるため訪問面接法で回収した。<結果>3施設の調査で児重数192名中、給食において食事援助が必要な者は75名(39%)、食事中・後の口腔内に食物残留を認める者は13名(6%)であった。教職員は食形態の調整も含めて1時間以上を食事介助や口腔ケアに要していた状況であった。<検討>口腔内の食物残留は送り込みの障害や齲歯・歯肉炎罹患を高めるため、教職員へ摂食支援の看護学の知識と技術を提供する必要がある。成果の公表は6月に日本小児看護学会第20回学術集会で「特別支援学校における摂食支援に関する実態調査-口腔内食物残留に着目して-」の口演発表、8月に第36回日本看護研究学会学術集会では「口腔内に食物残留を呈する特別支援学校児童の摂食支援の実態」の口演発表を行う予定である。摂食機能の発達支援として口腔内食物残留を呈する子どもへの介入の必要性を検討することを目的に、口腔内に食物が残る子どもの実態を調査した。平成21年度に引き続き、特別支援学校を訪問し学校長から調査対象の教職員の紹介を受け自記式質問紙調査票を配布した。調査票は訪問面接法と郵送法で回収した(回収率100%)。18施設の調査で児童数974名中、給食において食事援助が必要な者は374名(38.4%)、食事中・後の口腔内に食物残留を認める者(対象児)は103名(10.6%)であった。対象児103名中、76名(73.8%)の保護者から同意を得て詳細内容を調査した。対象児は612歳の男児50名、女児26名、給食の食形態は普通食の一口大カットは26名、きざみ食は23名、ペースト食は21名、その他(ミキサー、裏ごし、潰す等)は6名であった。増粘剤の添加は28名(汁物のみの添加も含む)、いずれも教職員が添加量を調整していた。給食においては対象児1名に教員1,2名が関わり摂食訓練(直接訓練)を行い、間接訓練の併用は23名と約3割で実施していた。また含嗽が可能な者は16名、残りの8割程は含嗽ができないため食後の歯磨きで教職員が口腔内残渣物を除去するケースは多かった。口腔内の食物残留は送り込みの障害や齲歯・歯肉炎罹患を高めるため、安全に美味しく食べることを目標とする発達支援は必要である。特別支援学校の教職員へ予防を含めた摂食機能の発達支援として、口腔内食物残留の減少を目標とした介入方法を提示することは重要と思われる。
スマートエネルギーシステム実現のための高度熱電併給システム制御技術

本研究は以下の3部により構成されている。1ガスエンジンによる供給側変動補償技術の進化と確立、2マイクロガスタービンによる供給側変動補償技術の進化と確立、3スマートエネルギーシステムダイナミクスシミュレーション技術の構築。1についてはリアルタイムセンシング技術により瞬時の燃料の特性を推測し、最適な燃焼状態を保持できることを実現できた。2については遅れ時間を定量的に計算し、熱発生位置を安定判別に組み込んだ理論を提案し実験で検証した。3については自然エネルギーの変動補償にガスエンジンと蓄電池を組み合わせた場合、効率とコストの2つを評価関数として最適な組み合わせを見つける手法を提案することができた。本研究は、太陽光や風力などの変動を伴う再生可能エネルギーによる分散型電源の変動を補償するため、ガスエンジン(GE)やマイクロガスタービン(MGT)を用いたマイクロコジェネレーションシステム(熱電併給システム)と蓄電池から構成されるスマートエネルギーシステムの動的設計に関する研究である。今年度の計画は、以下の3つのパートより構成されている。(1)GEによる供給側変動補償技術の進化と確立:従来から筒内の燃焼状態の計測用に使ってきた圧力センサーに替わり、燃料の変動をより簡便に捕らえるためにクランク軸に取り付けた高応答のトルクセンサーから燃焼圧力を取得する手法について検討する。トルク信号にはノイズや制御に必要ではない情報も重畳されているので、信号処理によって、制御に必要な信号のみを取り出す工夫が研究の中心となる。また素反応過程を考慮した数値計算により、燃料組成の違いがエンジン内燃焼に及ぼす影響の調査も行う。(2)MGTによる供給側変動補償技術の進化と確立:MGTは高負荷運転の際に燃焼器に振動燃焼が発生し、運転が不能となることがある。MGTの運転の際に問題となる高負荷運転時の燃焼振動の解明が必要である。(3)スマートエネルギーシステムダイナミクスシミュレーション技術の構築:マイクログリッドに風車、太陽光発電等の変動要素と負荷を繋げた場合の変動補償計算が可能なソフトウェアを構築する。具体的には、太陽光発電(PV)、ガスエンジン(GE)、マイクロガスタービン(MGT)、蓄電池(BT)等の発電装置および送配電系統の動特性を伝達関数の形で表現し、過渡特性を計算できるシミュレータの開発までを行う。本研究計画は、以下の3つのパートより構成されている。1GEによる供給側変動補償技術の進化と確立2MGTによる供給側変動補償技術の進化と確立3スマートエネルギーシステムダイナミクスシミュレーション技術の構築このうち、本年度は、3に重点を置いた研究を実施した。その結果、太陽光発電や風力発電等の自然エネルギーの変動抑制に利用するシステムについて、ガスエンジンの排気特性までも評価に入れて蓄電池とガスエンジンの台数を決定することの可能なアルゴリズムを構築することができた。さらに、ガスエンジンの効率を高めることを目的として、ガスエンジンの回転数可変制御運転と当量比可変制御運転について検討した。さらに、今回新たに、遺伝的アルゴリズムを適用して、自然エネルギー平準化システム内の分散電源の最適化を図り所望の成果を得ることができた。なお、2については、MGTの燃焼振動の実験中に、燃焼器に接続された配管系等を含む全体システムを解析対象としなければ理解不能な振動現象が新たに観測されたことから、今後は、システム全体を対象としての安定性解析の必要性が判明した。これは、今後の研究課題である。この計画は、以下の3つのパートより構成されている。1GEによる供給側変動補償技術の進化と確立2MGTによる供給側変動補償技術の進化と確立3スマートエネルギーシステムダイナミクスシミュレーション技術の構築本年度は、1については、リアルタイムセンシング技術により瞬時の燃料の特性を推測し、最適な燃焼状態を保持できるように空気流量、燃料流量、点火時期を適切に制御するアルゴリズムを構築することができた。また、スマートエネルギーネットワークでの変動補償装置として、要求される負荷の変動にも十分な応答性をもって追従できるような制御アルゴリズムに進化させることができた。2については、燃焼振動の発生において燃料と空気の予混合気が燃焼するまでの遅れ時間τが最も重要なパラメータであることが知られている。τには化学反応による着火遅れτchemと対流による遅れτconvがある。前者を化学素反応計算より求め、後者をCFDによって求めて熱発生代表位置を特定させ安定性判別に組み込むことに成功した。