hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
楽観主義が符号化処理に与える影響―虚偽記憶と自己選択効果による検討

本研究課題では,示差性を高めることで虚偽記憶の減少が見られるかを検討した。17th Annual Conference of Hawaii International Conference On Education (Optimistic learners more correctly remember sentences than words)において発表した。ここでは,文章不可条件において,付与された文章と記憶するべき単語のフォントサイズを変更し,記憶項目と付与情報とを知覚的に区別しやすいように学習語を呈示した(文章条件)。統制条件として,単語のみを学習する条件を設け,文章条件と比較した。以上の学習語の呈示の仕方を独立変数とした。その操作を除けば,一般的な虚偽記憶のリスト学習パラダイムと再認法を組み合わせた標準的な手続きで実験を行った。すなわち,ルアー語と連想関係にある単語リストを呈示し,学習直後にテスト語を呈示して記憶判断を求めた。実験に先立って参加者の特性的楽観性をJ-OPSを用いて測定した(外山, 2013)。実験の結果,文章で学習した条件において単語で学習した条件に比べて虚偽記憶が少なくなる結果が認められた。すなわち,示差性の高い条件で学習することによる虚偽記憶の減少が認められた。加えて,示差性による虚偽記憶の減少は,特性的楽観性の高い参加者になるほど大きい傾向が認められた。自己選択による項目の符号化処理の促進が虚偽記憶を低下させるかどうかを本研究課題において検討し,認知心理学会第16回大会において発表した(報酬への動機づけが自己選択効果における誤答に及ぼす影響)。その結果,自己選択をした条件において,強制選択をした条件に比べて符号化処理が促進される効果が認められなかった。その一方で,自己選択によって学習していない単語を誤って再生するエラーの増加が認められた。これらの結果から,この実験においては自己選択によって返って符号化処理が阻害される可能性が示唆された。現在までに本研究課題においては,示差性を高める情報を付与することによる符号化処理の促進効果が認められること,示差性を強める情報の付与による符号化処理の促進が虚偽記憶を低下させること,加えて,この示差性付与による虚偽記憶の低下は特性的楽観主義の高い個人ほど大きくなる可能性があることを示した。こうした,これまでの研究成果は,鍋田智広(2016).特性的楽観性とDRM手続きにおける虚再認.日本認知心理学会第14回大会,鍋田智広(2017).特性的楽観主義が符号化処理に与える影響.中国四国心理学会第73回大会,Tomohiro Nabeta (2019). Optimistic learners more correctly remember sentences than words. 17th Annual Conference of Hawaii International Conference On Educationにおいて報告している。また,自己選択において符号化処理が促進されるかを,虚偽記憶を用いて検討する研究課題については,自己選択に比べて強制選択で虚偽記憶が低下すると予測したものの,こうした効果が認められなかった。この結果から,参加者が記憶する項目を自己選択することが,必ずしも強制的に選択させられるよりも符号化処理を促進させるとは限らないことが示された。この成果は認知心理学会第16回大会で報告した。この発表を通じて,自己選択による符号化処理の促進を高める条件設定について活発な議論を行った。この議論の踏まえた上で本年度は,自己選択による符号化処理を促進する実験を追加し,成果を蓄積する。本研究課題は,示差性を高める情報を付与することや自己選択を課すことによる符号化処理への影響の検討は学会での報告を4回行っており,成果を挙げて順調に進んでいるといえる。本研究課題の今後の方向性としては,特性的楽観主義と自己選択効果についての実験を追加して実施すること,及び特性的楽観主義を高める介入についての検討を進めることの2点を行うこと,これまで実施してきた研究の成果を総括する。自己選択効果については,前年度に実施した実験の結果も踏まえた上で,認知心理学会での学会発表の議論で得たアイディアを踏まえて,符号化処理を促進する条件を整備して実験を追加する。具体的には,呈示時間の調整,課題の難易度の操作を行いながら,実験を実施する。既に,昨年度から準備を進めており現在までに実験準備はほぼ完了している。今後は実験の実施と,研究成果のまとめを行い,その成果を論文にまとめて報告をする。特性的楽観主義を高める操作としてはBPS (Best Possible Self)法を用いて検討を行う。BPS法は,参加者に可能自己(Possible self)を具体的に思い描くことによって,感情の統制可能の認知を高める手法である。このような自己調整の認知を高めることが特性的楽観主義を高めることに繋がるのかを実験的に検討する。こちらについても,参加者の確保や実験手順の検討など既に準備はほぼ完了しており,実験を実施して成果としてまとめる。その内容は,本年度に開催される学会で報告する予定である。また,発展的な研究として,昨年度ふたつの実験を実施した。ひとつは,教示によって符号化処理が促進されるかどうかを検討する実験であった。この研究成果は,認知心理学会で学会発表する。また,協同学習と符号化処理の関わりについて検討した実験については,European Congress of Psychologyで学会発表をする。刺激の情報量を増加させることで示差性を高める効果を楽観主義において検討する実験的研究を行うことを目的とした。ここでは前段階として,虚偽記憶における示差性の効果を検討する。Thomas & Sommers (2006)は参加者に学習させる単語に文章を付加して示差性を高めた。例えば,「達成」という単語に,「彼はとうとう課題を達成した」という文章を付加した。

単語のみを学習させた場合と,文章を付加した場合とで単語に関する虚偽記憶を比較した結果,文章の付加による虚偽記憶の大幅な減少を見出している。本研究においても,文章を付加することで示差性を高め虚偽記憶への効果が現れるかを調べる。先行研究に準じて実験を実施まで進める予定である。具体的には,虚偽記憶単語の選定,虚偽記憶単語に付加する文章の作成,適切な呈示手続きなどの実験プログラムの作成が主たる作業となる。加えて,楽観主義の測定においては,文献調査を行い妥当性の高い複数の尺度を選定して使用する。現在までのところ,虚偽記憶刺激の作成,すなわち虚偽記憶のための単語の選定および文章の作成を行い,呈示プログラムを作成して,予備的なデータを採る準備を進めている。同時に楽観主義の測定のための尺度を探索すべく文献調査を幅広く行い,妥当性の高い日本語の尺度を複数選定している。これらについて,いずれも使用するか,それともいずれかひとつを選び使用するかを吟味している段階である。こちらも虚偽記憶の実験と同様に,大学生参加者に予備的に実施し尺度を決定する。現在は予備実験を実施し,データを取得し研究を進めている段階である。準備においてはThomas & Sommers (2006)にある文章刺激を慎重に作成した。先行研究では文章は英語であり,標的となる虚偽記憶語の語順の設定が比較的容易である。しかし,日本語文で自然な文章で語順を統制するのは困難であり,長い時間をかけて慎重に日本語文の刺激を作成する必要があった。また,楽観主義の尺度については,一旦は日本語の尺度を選定して作業を終えたものの,国際的な学術的価値を考慮して異なる文化圏でも広く使用されている尺度も同時に使用するようにした。この決定に伴い,文献調査を再度開始し,加えて日本人参加者を対象とした場合の妥当性を検証した。妥当性の検証については,先行研究の尺度が主に使用されているのは欧米圏の参加者を対象としており,本国とは大いに異なる文化圏であることや,この尺度の予備的データを取得してみると,かなり個人差が大きいことが判明していることもあり,予備調査を繰り返し行い慎重に作業を進めている。また,実験室の周囲の環境が変化したことにより,実験が十分にできるように整備を進めていたため当初よりも予備実験を開始するのに若干遅れがあった。これは,本研究が使用している実験室とは別の実験室の使用状況に変化があったためである。そのため,対策を講じ,実験環境を整備する必要があった。現在は,環境整備も進み,実験を進める環境設備を整えることができている。
サマリウムコバルト薄膜における垂直磁気異方性の発現に及ぼす銅の影響

本研究ではCuを含むSmCo_5垂直磁化膜に対して行った軟X線MCD測定および元素別磁気ヒステリシス測定を行った.試料のSm-Co-Cu垂直磁化膜はdcマグネトロンスパッタリング装置を用いて作製した.その膜構成は、Sm-Co-Cu(25nm;Cuxat%)lCu(25nm)/Ti(25nm)/glass sub.とし、Sm-CoCu層のCu組成比の異なる3種類の試料(x=7,14,21)を用いた.軟X線XAS-MCD測定では、マクロスコピックな測定では知ることのできない、ミクロスコピックな知見を得ることができる.Co-L_2,3,Cu-L_2,3吸収端およびSm-M_4,5吸収端何れの吸収端においてもMCDスペクトルには明瞭なシグナルが観測されたことから、Sm、CoのみならずSm-Co-Cu層中に存在するCu原子が有限の磁気モーメントを持つことが分かった.またCu-L_3,Co-L_3,Sm-M_5吸収端のMCDシグナルの符号は、CoとCuが同符号であり、CuとSm,CoとSmは互いに逆符号である.このことからCoとCuの磁気モーメントは強磁性的に、CuとSm、CoとSmのそれらは反強磁性的にそれぞれ結合していることが明らかとなった.さらに、Cu-L_3吸収端におけるESMH曲線は、VSMにより測定された磁化曲線と類似した履歴を示し、Cu-3d電子の発現する磁気モーメントが強磁性的に振舞うことが明らかとなった.これらの測定結果は、Cu原子がSm-Co-Cu層中でSmCo_5相のCoサイトを占め、Sm(Co,Cu)_5を形成し、Cu-3d電子に由来する強磁性を発現していることを示唆するものである.本研究ではCuを含むSmCo_5垂直磁化膜に対して行った軟X線MCD測定および元素別磁気ヒステリシス測定を行った。試料のSm-Co-Cu垂直磁化膜はdcマグネトロンスパッタリング装置を用いて作製した。その膜構成は、Sm-Co-Cu(25nm;Cu x at%)/Cu(25nm)/Ti(25nm)/glass sub.とし、Sm-CoCu層のCu組成比の異なる3種類の試料(x=7,14,21)を用いた。軟X線XAS-MCD測定では、マクロスコピックな測定では知ることのできない、ミクロスコピックな知見を得ることができる。Co-L_<2,3>,Cu-L_<2,3>吸収端およびSm-M_<4,5>吸収端何れの吸収端においてもMCDスペクトルには明瞭なシグナルが観測されたことから、Sm、CoのみならずSm-Co-Cu層中に存在するCu原子が有限の磁気モーメントを持つことが分かった。またCu-L_3,Co-L_3,Sm-M_5吸収端のMCDシグナルの符号は、CoとCuが同符号であり、CuとSm,CoとSmは互いに逆符号である。このことからCoとCuの磁気モーメントは強磁性的に、CuとSm、CoとSmのそれらは反強磁性的にそれぞれ結合していることが明らかとなった。さらに、Cu-L_3吸収端におけるESMH曲線は、VSMにより測定された磁化曲線と類似した履歴を示し、Cu-3d電子の発現する磁気モーメントが強磁性的に振舞うことが明らかとなった。これらの測定結果は、Cu原子がSm-Co-Cu層中でSmCo_5相のCoサイトを占め、Sm(Co,Cu)_5を形成し、Cu-3d電子に由来する強磁性を発現していることを示唆するものである。本研究ではCuを含むSmCo_5垂直磁化膜に対して行った軟X線MCD測定および元素別磁気ヒステリシス測定を行った.試料のSm-Co-Cu垂直磁化膜はdcマグネトロンスパッタリング装置を用いて作製した.その膜構成は、Sm-Co-Cu(25nm;Cuxat%)lCu(25nm)/Ti(25nm)/glass sub.とし、Sm-CoCu層のCu組成比の異なる3種類の試料(x=7,14,21)を用いた.軟X線XAS-MCD測定では、マクロスコピックな測定では知ることのできない、ミクロスコピックな知見を得ることができる.Co-L_2,3,Cu-L_2,3吸収端およびSm-M_4,5吸収端何れの吸収端においてもMCDスペクトルには明瞭なシグナルが観測されたことから、Sm、CoのみならずSm-Co-Cu層中に存在するCu原子が有限の磁気モーメントを持つことが分かった.またCu-L_3,Co-L_3,Sm-M_5吸収端のMCDシグナルの符号は、CoとCuが同符号であり、CuとSm,CoとSmは互いに逆符号である.このことからCoとCuの磁気モーメントは強磁性的に、CuとSm、CoとSmのそれらは反強磁性的にそれぞれ結合していることが明らかとなった.さらに、Cu-L_3吸収端におけるESMH曲線は、VSMにより測定された磁化曲線と類似した履歴を示し、Cu-3d電子の発現する磁気モーメントが強磁性的に振舞うことが明らかとなった.これらの測定結果は、Cu原子がSm-Co-Cu層中でSmCo_5相のCoサイトを占め、Sm(Co,Cu)_5を形成し、Cu-3d電子に由来する強磁性を発現していることを示唆するものである.
RNAiを用いたプラナリア形態形成関連遺伝子の機能解析

2000年になって、アメリカのカーネギー研究所の研究員のA.Sanchez Alvarado博士によってプラナリアでのRNA干渉法による遺伝子ノックアウト・プラナリアの作成法が開発された。今までにプラナリアの形態形成関連遺伝子は数多く単離されていたが、その機能については不明なものが多く、遺伝子ノックアウトによる機能解析が待たれていた。本研究では、アメリカのカーネギー研究所の研究員のA.Sanchez Alvarado博士との協力を仰いで、今までに単離していた各種の形態形成関連遺伝子のノックアウト解析を行った。また、同時に新規の形態形成関連遺伝子の単離についても行った。研究成果として、従来から得られていた遺伝子で明瞭な表現型が得られたものとしては、DjotxA遺伝子のノックアウト・プラナリアで視神経が発生しないという発現パターンから期待される結果が得られた。その他のDjFGFRI, DjFGFRII(FGF受容体)、DjBMPRI, DjBMPRII(BMP受容体)、についてははっきりとした表現型が得られなかった。新規遺伝子としては、DjFoxA(Fox)、Djnlg(noggin-like)といった形態形成関連遺伝子をクローン化したが、RNAi法で明瞭な表現型が得られなかった。しかし、DNA chip解析によって得られたプラナリア頭部で特異的に発現する721遺伝子を破壊すると全身に脳が形成されて、眼が体中にできるという劇的な表現型が得られ、かつはっきりとした表現型が得られなかった2つのFGF受容体を同時にノックアウトすると脳だらけになる表現型が抑えられるという極めて明瞭なる結果が得られた。この発見は、脳がなぜ頭に限局するのかの分子機構を明らかにしたという極めて重要な発見となった。本年度においては,以下の遺伝子をRNAi法でノックアウトし,機能解析を行った。1.DjotxA脳そのものの形態形成は外見上正常に起きるものの,視細胞の形成ができなくなった。ただし,眼の色素細胞は正常に形成され,DjotxAは眼の視細胞の形成に不可欠な遺伝子であることが明らかとなった。2.DjotxB脳および眼については外見上正常に起きたが,視神経の走行に一部異常が検出された。3.Djotp脳および眼については外見上正常に起きたが,視神経の樹状突起の形態に一部異常が検出された。4.Djsyt正常に脳は形成され,外界の刺激に対しても正常に反応した。ただし,光を当てると頭部が溶けるという意外な反応が再現性高く検出された。5.DjPC2正常に脳は形成されるものの,光やエサに対する反応が一切行われなくなった。また,以下の形態形成関連遺伝子を同定したので来年度においてRNAi法にて機能解析をする予定である。1.DjBMPRI BMPのtypeIレセプターと相同な遺伝子。間充織全体に発現細胞あり。2.DjBMPRII BMPのtypeIIレセプターと相同な遺伝子。3.Djnoggin無脊椎動物で初めて同定されたnoggin様の遺伝子。脳の一部と切断面に突発的な発現がみられる。4.Djslit脳神経突起の間で発現し,脳の分節構造形成に関連していることが期待される。5.Djnetrin脳と腹側神経束の結合部分に発現細胞がみられ中枢神経系の形成に重要な機能をもっていることが着たいされる。6.DjRARレチノイン酸レセプター。プラナリアではレチノイン酸は再生に影響を与えないので,そのレセプターの機能は不明である。本研究の目的

今までにプラナリアから単離したOtx, FGFR, BMPR, vasaといった形態形成慣例遺伝子をRNAi(RNA干渉法)で遺伝子ノックアウトし、これらの遺伝子群がプラナリアの再生過程のどのようなステツプに関与しているのかを明らかにする。また、上記以外の形態形成関連遺伝子についてもクローニングし、RNAiによる遺伝子ノックアウト・プラナリアの作成を行う。研究の成果すでにクローニングされている形態形成関連遺伝子のノックアウトDijotxA, DjotxB, Djotp:3種のOtx関連遺伝子ともノックアウトしても形態的には正常にみえる脳を再生してしまった。ただし、DjotxAについては視神経の形成不全が認められた。DjFGFRI, DjFGFRII(FGF受容体):再生は普通に行われたが、両方ともノックアウトしたプラナリアで、FACS解析で幹細胞の分画が有為に増える現象が観察された。DjBMPRI, DjBMPRII : BMPR:両方ともを同時にノックアウトしたプラナリアで過剰な眼の形成が観察された。DjvlgA(Vasa):現在までに特に顕著な表現型は得られていない。新規にクローニングされた形態形成関連遺伝子のノックアウトDjFoxA(Fox):ノックアウトしても咽頭を再生してしまい、特に異常は認められなかった。nou-darake(FGFR-like):ノックアウトすると全身に脳ができるという衝撃的な表現型が得られた。さらに驚くべきことに、FGF受容体の2種の遺伝子も同時にノックアウトすると脳だらけになる表現型が解消されてしまうことも見出した。DjSu(H):現在までに特に顕著な表現型は得られていない。
天然ゼオライトに学んだ,細孔構造を有するアンチモン硫化物の合成

本年度は,昨年度のandohriteシリーズ鉱物群の解析結果に基づき、Na_2Sを添加したSb_2S_3系を基本に、IM(imidazole)、TEA(triethylenamine)、MOR(morphorine)など、各種有機鋳型物質を添加した系で、マイクロポーラスアンチモン化合物の合成を試みた。これまでの研究成果をまとめると、AEP(1,2-aminoethylpiperadine1)およびEDA(ethylenediamine)など,立体的占有体積のほぼ同じ2価の有機アミン鋳型の存在で,天然のandohriteシリーズ類似の骨格構造を有するアンチモン硫化物鎖状構造が育成できるが、一方、IM、MORなどの環状有機鋳型分子の場合は、重合反応が進まず、夫然andhrite類似のSBUは導入できないことが判明した。しかし、今回の研究で新たに合成できたアンチモン系硫化物には、天然に見られるSb_2S_4-SBUが存在しないこと、また天然で観察されないSbS_3ピラミッドが3つ結合したSBUがあることなどの相違点もある。天然の硫塩鉱物に含まれる鉛や銀成分がこのSBUの相違点を生じる主因と考えられるが、このような元素を添加した系では、良質な単結晶の合成に成功しなかったため、アンチモン系硫化物のSBUを決定する主因を特定することはできなかった。しかし、本研究の目的である天然硫塩鉱物類似のマイクロポーラスアンチモン化合物を合成することには成功し、今後目的とするSBUを選択的に合成できる技術の端緒を得ることができ左と考えている。ゼオライトは,ホストの構造を破壊することなく細孔に存在する陽イオンおよび水分子を自在に交換できる優れた材料特性を示す天然鉱物である.一般に,ゼオライト細孔構造は,結合性の強い約1nmほどの珪酸塩構造単位(SBU)が高次配列することによって形成されると考えられているが,本研究申請者は,天然複雑硫塩鉱物中に申請者自らその存在を確認したアンチモン系硫化物SBUも,ゼオライト類似の細孔構造を形成する可能性がある点に着目した.また,有機鋳型物質を添加した水熱合成によってSbS_3構造要素から構成される,新規なマイクロポーラスアンチモン化合物の合成も行った.本年度の系統的実験から,(1)目的とする新規化合物はNa_2SおよびH_2Sなどを合成系に添加した,Sb_2S_3組成よりSが過剰な場合のみに選択的に合成できること(2)1,2-aminoethylpiperadine1,4-diaminobutaneおよびethylenediamineなど,立体的にほぼ同じおおきさの2価の有機アミン鋳型の存在で,類似の骨格構造を有するアンチモン硫化物鎖状構造が育成できること,が明確になった.来年度は,さらに系統的なソルボサーマル法を駆使して,アンチモン系硫化物SBUを高次配列した新奇な硫化物ゼオライト類似鉱物を合成するし,その構造形成原理を解明する予定である.本年度は,昨年度のandohriteシリーズ鉱物群の解析結果に基づき、Na_2Sを添加したSb_2S_3系を基本に、IM(imidazole)、TEA(triethylenamine)、MOR(morphorine)など、各種有機鋳型物質を添加した系で、マイクロポーラスアンチモン化合物の合成を試みた。
先カンブリア代の地球活動に及ぼした生物の役割の解明

生命と地球の共進化の実態解明に向けて、本年度は「酸化鉄層の形成に関与する生物因子の解明」に焦点を絞り、野外調査及び実験研究を行った。現生の日本で酸化鉄層が形成されつつある代表的フィールドとして長野県濁川源泉地帯に注目した。酸化鉄層の生成環境に関して二度の野外調査を行い、この源泉水が高濃度(50ppm)の二価鉄を含み還元的(Ehは292mV)かつ弱酸性(pH5.8)の状態にあること、源泉付近に大量に生成した酸化鉄の赤茶色堆積物を顕微鏡観察すると高密度にバクテリア様の集塊が見られること等を明らかにした。この堆積物から抽出したDNAを基に、リボソームRNA遺伝子をポリメラーゼ連鎖反応によって増幅して分子系統解析した結果、この赤茶色堆積物中に生息するバクテリアの過半数は鉄酸化細菌Gallionella ferrugineaの近縁種であることが判明した。従って、この堆積物全体としては相当数の鉄酸化細菌が生息し、源泉水から供給される二価鉄の酸化に寄与していることが示唆された。次に採取した源泉水中の二価鉄濃度の減少が堆積物の添加によってどの程度促進されるかを経時的に定量した。その結果、堆積物を添加することによって二価鉄濃度の急激な(初速度で約10倍)減少が見られたが、驚くことに加圧加熱滅菌した堆積物を加えても添加後初期においてはこれに匹敵する効果を生むことが分かった(ただし添加後2時間以降は加圧加熱滅菌しない場合の方が、より強い効果を現した。)このことは、堆積物中の鉄細菌による生物学的な酸化以外に、堆積物中に既に存在する酸化鉄や有機物等による二価鉄の酸化・吸着も二価鉄濃度減少の有力要因であることを示唆している。こうしたことから、大気中の分子状酸素濃度が現在より低く二価鉄の空気酸化が起きにくかった太古代においては、大量の酸化鉄層がバクテリアの直接的・間接的作用によって形成された可能性もあると推論された。
強磁場下でのタンパク質結晶周囲の濃度場観察

1)ラウエ・トポグラフ法によるタンパク質単結晶の品質評価高輝度光科学研究センターのビームラインBL28B2において、タンパク質単結晶を白色X線トポグラフ観察することにより、結晶の品質を評価できるかどうか試みた。その結果、(1)結晶中の「格子欠陥の分布」を観察するには、タンパク質結晶の品質が悪すぎて困難であることがわかった。また、(2)トポグラフ像のエッジの広がりからタンパク質結晶の「モザイシティ」を評価するには、データの誤差が大きすぎて困難であることがわかった。しかしながら、3)トポグラフ像と結晶の外形を比較することにより、タンパク質結晶にかかっている「歪み」は本手法でうまく評価できることがわかった。(2)タンパク質単結晶の品質に及ぼす不純物の影響生化学工業(株)製の6回再結晶リゾチーム標品(純度99%)を用いて、沈殿剤濃度を一定とし、タンパク質濃度を種々に変えて結晶化を行った。得られた結晶の回折データをリガク製R-AXIS-IVを用いて収集したところ、過飽和度(C/Ce ; C :リゾチーム濃度、Ce :溶解度)がより小さい方が結晶の品質が悪いことがわかった。99.99%に生成したリゾチームを用いると過飽和度がより小さな方が結晶の品質が向上すること、および低過飽和度で育成した結晶中には成長セクターバウンダリーが観察されたことより、99%のタンパク質試料を用いても、過飽和度が低下すると不純物が結晶表面に付着し、結晶の品質が低下することがわかった。3)タンパク質単結晶の品質に及ぼす強磁場の影響強磁場下で結晶の品質が向上する理由の一つとして、磁場によってタンパク質分子の三次元構造が変化した可能性が挙げられる。そこで、本可能性を検証するために、強磁場下で使用可能な分光光度計を自作し、これまでに磁場によって活性が変化するとの報告があるGlu脱水素酵素、およびその類自体であるAla、Phe、L-Pro、リンゴ酸、アルコール、スレオニン、ペルオキシダーゼの各脱水素酵素について、強磁場中で酵素活性をその場測定した。その結果、全ての酵素タンパク質について活性に磁場効果は見られなかった。このことより、強磁場は溶液中のタンパク質の三次元構造には変化を及ぼさないことがわかった。4)タンパク質の結晶化に及ぼす高圧力の影響これまでに、グルコース・イソメラーゼの結晶化が、高圧力下(2000気圧)では顕著に促進されることが報告されていた。そこで、その原因が溶解度および核形成・成長カイネティクスのどちらにあるのか明らかにするために、1000気圧の高圧力下で光干渉法を用いてグルコース・イソメラーゼの溶解度を測定した。その結果、1000気圧に加圧することで、溶解度が約1/10に減少することがわかった。したがって、加圧による結晶化の促進には、溶解度の減少に伴う過飽和度の増加が大きな役割を果たしていることが明らかになった。1)強磁場下用光干渉計の作製現有のマイケルソン型二光束干渉対物レンズを利用し,10Tの強磁場下で動作する光干渉顕微鏡を作製した.2)強磁場下での成長している結晶周囲の濃度場観察1)で作製した強磁場下用光干渉顕微鏡を用いて,リン酸2水素アンモニウム(ADP)結晶の周囲に形成される濃度分布を,10Tの磁場下でその場測定することに成功した.20°Cで平衡状態にしたADPの結晶と水溶液を,15°Cで成長および25°Cで溶解させ,結晶周囲の濃度プロファイルが磁場によって変化するかどうかその場観察した.実験は,観察セルの厚みdを,0.2,0.3,0.5,1.0,2.0mmと変化させて行った.これは,密度対流の起こり易さがdの3乗に比例するため,密度対流がほぼ起こらない状況(d=0.2mm)から,密度対流が激しく起こる状況(d=2.0mm)まで,実験条件をふったことに対応する.しかしながら,実験を行った条件範囲内では,成長・溶解に伴う濃度分布には磁場による違いはみられなかった.3)磁場によるタンパク質単結晶の高品質化長岡科学技術の千田博士のグループに試料をご提供いただき,ポリ塩化ビニル(PCB)を分解する酸素タンパク質BphCの結晶(正方晶系結晶)を10Tの均一定常磁場下で育成した.その結果,リゾチームの正方晶・斜方晶の場合と同様に,結晶のc軸が磁場方向と平行になるように,結晶は磁場配向した.育成した結晶を用いてフォトンファクトリーにてX線構造解析実験を行ったところ,磁場配向していた結晶の回折分解能は1.75Åから1.45Åへと向上することがわかった.しかしながら,磁場下で配向せずに成長した結晶の場合,回折分解能は1.88Åと逆に悪くなった.このことは強磁場下で結晶を育成することにより,結晶中のモザイク構造が磁場配向することにより結晶の質が向上したことを強く示唆する.1)ラウエ・トポグラフ法によるタンパク質単結晶の品質評価高輝度光科学研究センターのビームラインBL28B2において、タンパク質単結晶を白色X線トポグラフ観察することにより、結晶の品質を評価できるかどうか試みた。

しかしながら、3)トポグラフ像と結晶の外形を比較することにより、タンパク質結晶にかかっている「歪み」は本手法でうまく評価できることがわかった。(2)タンパク質単結晶の品質に及ぼす不純物の影響生化学工業(株)製の6回再結晶リゾチーム標品(純度99%)を用いて、沈殿剤濃度を一定とし、タンパク質濃度を種々に変えて結晶化を行った。得られた結晶の回折データをリガク製R-AXIS-IVを用いて収集したところ、過飽和度(C/Ce ; C :リゾチーム濃度、Ce :溶解度)がより小さい方が結晶の品質が悪いことがわかった。99.99%に生成したリゾチームを用いると過飽和度がより小さな方が結晶の品質が向上すること、および低過飽和度で育成した結晶中には成長セクターバウンダリーが観察されたことより、99%のタンパク質試料を用いても、過飽和度が低下すると不純物が結晶表面に付着し、結晶の品質が低下することがわかった。3)タンパク質単結晶の品質に及ぼす強磁場の影響強磁場下で結晶の品質が向上する理由の一つとして、磁場によってタンパク質分子の三次元構造が変化した可能性が挙げられる。そこで、本可能性を検証するために、強磁場下で使用可能な分光光度計を自作し、これまでに磁場によって活性が変化するとの報告があるGlu脱水素酵素、およびその類自体であるAla、Phe、L-Pro、リンゴ酸、アルコール、スレオニン、ペルオキシダーゼの各脱水素酵素について、強磁場中で酵素活性をその場測定した。その結果、全ての酵素タンパク質について活性に磁場効果は見られなかった。このことより、強磁場は溶液中のタンパク質の三次元構造には変化を及ぼさないことがわかった。4)タンパク質の結晶化に及ぼす高圧力の影響これまでに、グルコース・イソメラーゼの結晶化が、高圧力下(2000気圧)では顕著に促進されることが報告されていた。そこで、その原因が溶解度および核形成・成長カイネティクスのどちらにあるのか明らかにするために、1000気圧の高圧力下で光干渉法を用いてグルコース・イソメラーゼの溶解度を測定した。その結果、1000気圧に加圧することで、溶解度が約1/10に減少することがわかった。したがって、加圧による結晶化の促進には、溶解度の減少に伴う過飽和度の増加が大きな役割を果たしていることが明らかになった。
脳・神経系による膵β細胞量増加機序の解析

1)ムスカリニックレセプターアゴニストの膵β細胞量増加機序の直接作用について、これまでの解析からIRS-2/Akt/cyclin D2経路の関与が考えられ、さらに下流分子PDX1、FoxO1と近年神経によるβ細胞調節に重要と報告されたFoxM1の関与の可能性つき解析を進めた。マウス膵島にてPDX1、FoxO1、FoxM1はアゴニスト刺激を行っても発現変化を認めず、FoxM1の核外、核内移行についても解析したが、こちらも刺激によって変化はなかった。これらの分子の活性を調節している可能性があり解析を進めている。ムスカリニックレセプターはM15のサブタイプが存在するが、マウス膵β細胞の免疫染色にてM1、M3が発現しており、M3が優位であることを確認した。2)ムスカリニックアゴニストによる膵β細胞への間接作用の解析を行った。以前より野生型マウスにおいてムスカリニックアゴニスト刺激によりGLP-1分泌が増加することを確認している。GLP-1分泌増加が膵β細胞量増加に関与しているかを解析する目的で、マウスにGLP-1 antagonistを前投与し解析したところ膵β細胞量は減少し、間接的にGLP-1が関与していることが考えられた。1)、2)の解析から、アゴニストによる膵β細胞増殖は直接作用と間接作用により引き起こされることが明らかとなった。3)これまでアゴニスト経口投与で明らかな血糖改善作用を認めていなかったが、今回新たに高脂肪食負荷したマウスに高用量アゴニストを経口投与したところ、投与1時間後の血糖改善とインスリン分泌増加を認めた。これまでの解析通り、アゴニスト皮下投与では高脂肪食負荷マウスでも著明に耐糖能障害は改善し、インスリン分泌は増加した。現在これらの知見を論文投稿している。1)ムスカリニックレセプターアゴニストの膵β細胞量増加機序の直接作用の解析を行った。(1-1)マウス単離膵島においてアゴニスト刺激によりBrdU取り込みの解析を行い、単離膵島でBrdU取り込み増加が増加していた。ムスカリニックアゴニストは膵β細胞増殖への直接作用を有している。(1-2)Muscarinic receptor subtype3の下流分子(phospholipase C(PLC)、protein kinase C (PKC)等)が膵β細胞増殖に関わっているかを明らかにする目的でPLC、PKCの阻害剤を用いMIN6細胞でのアゴニスト刺激BrdU取り込みを評価した。阻害剤にて取り込みは抑制されていた。PLCのsiRNAを用いノックダウンを試みたが十分にノックダウンできず現段階では評価困難であるが、今後トランスフェクションの条件検討を行い評価を試みる。(1-3)マウス単離膵島、MIN6におけるアゴニストによるインスリンシグナルの解析を進めた。単離膵島でアゴニスト刺激によりAktリン酸化の増加を認めた。また、IRS2欠損マウスから単離した膵島では、アゴニスト刺激によるBrdU取り込みは増加しなかった。MIN6細胞においてMAPkinaseリン酸化が亢進していたが、MAPkinase阻害剤ではアゴニスト刺激によるBrdU取り込みは抑制されなかった。ムスカリニックアゴニストによる膵β細胞増殖機構として、IRS-2、Akt経路が関与していることが示唆された。(1-4)アゴニスト投与後のcell cycle関連分子の変化の解析を行った。単離膵島でcyclin D2タンパクが増加傾向であった。現在のところおおむね研究計画に沿って、実験を進めている。ムスカリニックアゴニストの膵β細胞への直接作用につき解析を進めることができた。トランスフェクションの条件検討や、インスリンシグナル分子の関与について引き続き解析を進める。1)昨年度から引き続きムスカリニックレセプターアゴニストの膵β細胞量増加機序の直接作用の解析を行った。昨年度の解析にてIRS-2、Akt経路の関与が考えられ、β細胞増殖に関わるとされる下流分子、cyclin D2, PDX1, FoxO1、FoxMの関与について解析をすすめた。アゴニスト投与によりcyclin D2の有意な発現上昇を認め、IRS-2欠損マウスの解析からIRS-2依存性であった。IRS-2/Akt/cyclin D2経路の関与が考えられ下流分子PDX1、FoxO1と近年神経によるβ細胞調節に重要と報告されたFoxM1の関与の可能性つき解析を進めている。マウスに膵島においてPDX1、FoxO1、FoxM1の発現変化は認めなかった。FoxO1、FoxM1は核外、核内移行によって転写活性を調節していることが知られており、現在解析を進めている。野生型マウスにおいてムスカリニックアゴニスト刺激によりGLP-1分泌増加を確認しているが、この分泌はIRS-2欠損マウスの解析からIRS-2依存性であった。ムスカリニックアゴニストによるGLP-1分泌は腸管でIRS-2を介している可能性が考えられ、相互作用につき解析を進める。質量分析器を用いアゴニスト投与により増加する液性分子を網羅的に検索した結果、IGF-1や23個の蛋白増加を確認した。IGF-1については、ELISAを用い測定したところ野生型マウスでアゴニスト刺激にて増加していた。ムスカリニックアゴニストとIGF-1の相互作用について解析を進めている。

質量分析器を用いた間接作用の解析で、既知のタンパクとして膵β細胞増殖に重要なIGF-1の増加を認めたため相互作用について解析を進めている。1)ムスカリニックレセプターアゴニストの膵β細胞量増加機序の直接作用について、これまでの解析からIRS-2/Akt/cyclin D2経路の関与が考えられ、さらに下流分子PDX1、FoxO1と近年神経によるβ細胞調節に重要と報告されたFoxM1の関与の可能性つき解析を進めた。マウス膵島にてPDX1、FoxO1、FoxM1はアゴニスト刺激を行っても発現変化を認めず、FoxM1の核外、核内移行についても解析したが、こちらも刺激によって変化はなかった。これらの分子の活性を調節している可能性があり解析を進めている。ムスカリニックレセプターはM15のサブタイプが存在するが、マウス膵β細胞の免疫染色にてM1、M3が発現しており、M3が優位であることを確認した。2)ムスカリニックアゴニストによる膵β細胞への間接作用の解析を行った。以前より野生型マウスにおいてムスカリニックアゴニスト刺激によりGLP-1分泌が増加することを確認している。GLP-1分泌増加が膵β細胞量増加に関与しているかを解析する目的で、マウスにGLP-1 antagonistを前投与し解析したところ膵β細胞量は減少し、間接的にGLP-1が関与していることが考えられた。1)、2)の解析から、アゴニストによる膵β細胞増殖は直接作用と間接作用により引き起こされることが明らかとなった。3)これまでアゴニスト経口投与で明らかな血糖改善作用を認めていなかったが、今回新たに高脂肪食負荷したマウスに高用量アゴニストを経口投与したところ、投与1時間後の血糖改善とインスリン分泌増加を認めた。これまでの解析通り、アゴニスト皮下投与では高脂肪食負荷マウスでも著明に耐糖能障害は改善し、インスリン分泌は増加した。現在これらの知見を論文投稿している。平成29年度に予定しているムスカリニックアゴニストによる膵β細胞への間接作用(多臓器作用)の解析を進める。膵β細胞増殖作用を持つと報告されているGLP-1やIGF-1分泌とムスカリニックアゴニストとの相互作用についても研究を進める。平成28年度に解析したアゴニストの膵β細胞への直接作用が間接作用(液性因子)により増強されるかを解析する。直接作用、間接作用の解析を継続する。FoxO1、FoxM1の核外、核内移行がアゴニストでおきるかを明らかにし、関与の可能性が考えられば転写活性の変化を測定する。質量分析器を用いた解析では、IGF-1の役割を明らかにするとともに他のタンパクが未解析であり、解析を進める。平成30年に予定していた課題を解析する。消化管からのGLP-1分泌、肝臓由来と推測されるIGFー1分泌を確認しており多臓器が関与しβ細胞増殖が起きている可能性がある。これまでに確認しているアゴニスト投与による単離膵島、MIN6細胞のBrdU取り込みが、GLP-1、IGF-1を同時添加することで相加・相乗的に増加するかを測定する。
早期軟骨病変に対する3次元軟骨定量評価法に関する研究

画像技術は病態の解明から医療における予防・診断・治療に及ぶ重要な技術であり、申請者らは世界に先駆けてT1rhoマッピングを用いた3次元再構成評価法を考案した。本手法が臨床利用できるようになれば、ロコモティブシンドロームの克服・予防に向けた変形性関節症の病態解明や有効性の高い治療介入、科学的な治療効果判定などの研究の客観的評価法として非常に有用である。潜在性罹患症例も含め多くの障害例に適した診療、予防法を提供するには、早期病態から関節障害を鋭敏かつ高精度に評価できる評価法の確立が必要である。本研究では組織学的見地からの本手法の妥当性を検討し、診断能とともに本評価法の臨床的有用性を明らかにする。
マイクロ波誘電体材料の共振周波数の温度係数のゼロ化に向けた組成制御と材料設計

本研究では、これらのマイクロ波誘電体セラミックスにおけるτfの発現メカニズムを明らかにするために、結晶構造解析から原子レベルからのアプローチを行い、組成制御による高Qマイクロ波誘電体の材料設計の確立を目的とし、研究を行った。コランダム系材料では、Mg_4Nb_2O_9、Co_4Nb_2O_9およびMg_4Ta_2O_9を合成し、マイクロ波誘電特性を評価した。MgサイトをCo置換することにより、ε_rは増加するのに対し、Q・f値は大幅に減少し、約5000GHzを示した。一方、NbをTaで置換したMg_4Ta_2O_9ではQ・f値は約350000GHzを示した。さらに、Mg_4Ta_2O_9のτ_fはMg_4Nb_2O_9とほぼ同じ-70ppm/°Cであるのに対し、Co_4Nb_2O_9のτ_fは、-10ppm/°Cを示し、MgのCo置換によりτ_fはゼロに近づくことが明らかとなった。一般にτ_fは、熱膨張係数と誘電率の温度係数(τ_ε)に関係し、特にτ_εの寄与が大きいことが知られている。そこで本研究では、LCRメータを用いて1MHzにおける誘電率を30400°Cまで評価し、誘電率の温度依存性の評価を行った。Co_4Nb_2O_9の誘電率は、温度変化に対してほぼ一定の値を示し、30°Cと400°Cにおける誘電率から求めたτ_εは、約30ppm/°Cであることが明らかとなった。また、Mg_4Nb_2O_9およびMg_4Ta_2O_9のτ_εは共に約180ppm/°Cと大きく、この系において、τ_ε対して組成が大きく依存することが明らかとなった。近年の情報社会の急速な発展には、携帯電話やモバイルコンピュータ等の携帯型情報通信端末の急速な進化と普及が大きな役割を果たしている。これら情報通信機器には、多くの電子デバイス部品が使用されており、マイクロ波誘電体や強誘電体セラミック等の誘電体材料は、情報社会を支えるキーマテリアルである。マイクロ波誘電体は、高周波回路を構築する上で必要不可欠な材料であり、ITSやユビキタスなどの次世代通信においてその役割は非常に大きいものと考えられる。本研究では、これらの要求に適した低い比誘電率(ε_r)と高い品質係数(Q・f)を兼ね合わしたマイクロ波誘電体セラミックスの創製を目指し、特に共振周波数の温度係数(τ_f)の組成による制御と材料設計を目指し、研究を遂行している。本研究では、高Q材料としてコランダム系材料であるMg_4Nb_2O_9を中心した化合物や固溶体において、結晶構造解析により温度変化に伴う結晶構造の変化と誘電特性の温度依存性との相関について検討した。温度変化を伴った構造解析より、結晶構造内の酸素人面体における各原子間の結合強度の計算から、誘電率の温度変化と酸素八面体内の共有結合性の変化に相関性が認められた。さらにMg_4Nb_2O_9化合物のMgをCoで置換した化合物においても、同様な傾向が認められ、結晶構造レベルでの誘電率の温度係数への寄与が示唆された。また、コランダム系材料以外にも新規のペロブスカイト系材料でも同様な傾向が認められ、誘電率の温度依存性と結晶構造の観点から、共振周波数の温度係数のメカニズムについて知見が得られた。本研究では、上記の高g誘電率の温度依存牲の解析だけでなく、次世代通信に必要な新規のマイクロ波誘電体材料の創製と低温同時焼成セラミックス(LTCC)の開発も行い、高いQ・f値を持つLTCC材料も得られている。

また、Mg_4Nb_2O_9およびMg_4Ta_2O_9のτ_εは共に約180ppm/°Cと大きく、この系において、τ_ε対して組成が大きく依存することが明らかとなった。
神経伝達物質の開口放出に関与するプロテインキナ-ゼCサブタイプの解析

神経伝達物質の開口放出にプロテインキナ-ゼC(PKC)が関与することが明らかにされてきた。PKCは分子生物学的解析により少なくとも7種類のサブタイプが存在し,これらのサブタイプは夫々活性化様式,基質特異性に特徴があり,明らかに組織,細胞局在を異にする発現特異性を示すので,細胞は夫々固有のPKCを介する細胞内情報伝達を担っているはずである。本研究は神経伝達物質の開口放出に関わるPKCサブタイプの検索を行ったものである。モルモットの深部小脳核にはプルキンエ神経細胞からのγーアミノ酪酸(GABA)神経終末が分布している。その神経終末にγタイプのPKCが存在することが示されている。そこで,モルモット深部小脳核のスライス標本を用いてGABAの遊離を検討した。1.PKCを活性化するホルボ-ルエステルは高K^+により誘発されるCa^<2+>液依存性GABA遊離を増大したが,ウアバインによるCa^<2+>非依存性GABA遊離に影響しなかった。2.γタイプPKCを活性化するアラキドン酸はGABA遊離を惹起した。3.PKCを活性化しないメチルアラキドン酸はGABA遊離を惹起しなかった。4.アラキドン酸誘発GABA遊離はPKC拮抗物質のスフィンゴシン,ポリミキシンBによって抑制された。5.アラキドン酸代謝阻害物質のインドメタシン存在下にもアラキドン酸はGABA遊離を惹起した。6.γタイプPKCの存在が認められていないモルモット小腸の壁内GABA神経からのGABA遊離に対しては,アラキドン酸の遊離誘発作用がみられなかった。以上の結果から、γタイプのPKCが小脳プルキンエ神経細胞終末からのGABA遊離に関与することが明らかになった。今後,他の神経伝達物質の開口放出にどのようなサブタイプのPKCが関与しているかを解明する予定である。
自己光結合用ホログラフィの研究

光ファイバのコアの直径は10μmと細く、半田付けなどに比べて接続コストは高くなる。そこで、ホログラフィにより光ファイバの軸合わせを不要とした自己光結合を用いて光接続の低コスト化を行なう。自己光結合を実現するためには光通信の波長1.55μmで感光し、現像工程不要のホログラムが不可欠である。本研究ではジイモニウム系有機色素をPMMA中に拡散し、スピンコータによってアルミ蒸着ミラー上に成膜した。有機色素膜は1.55μmの干渉光で感光し、光学長変化を生じることが確認された。この成功により自己光結合実現の見通しを得た。光通信用の単一モード光ファイバ(SMF)のコア径は10μmと小さいため高精度の軸合わせを必要とし、光デバイス組立コストが高くなる。そこで、軸合わせを不要とし、光結合を自動的に行う自己光結合によって、低コスト化を目指す。昨年度はジ・イモニウム系有機色素が波長1.55μmにおいて、適度な光吸収を有し、200°C程度で熱分解することを確認した。本年度は、ジ・イモニウム系有機色素膜に強い光の干渉縞を焼付け、自己光結合用のホログラム製作の可能性を検討した。ところで、対向する光源から光照射してホログラムを製作するタイプでは、ホログラムの膜厚に対して干渉縞は縦方向に形成され、自己光結合を実現する共役像の形成には適さないことが分かった。そこで、ガラス板上に金属蒸着膜をミラーとして設け、ミラー上に有機色素膜を形成する構造とした。この構造により、共役像がミラーにより折り返され、光ファイバコア上に実像が形成され、光結合する。数学ソフトを用いて、光ファイバ対の光学系についてシミュレーションし、ホログラムからの反射光が光ファイバのコアに集光することを確認した。しかし、光結合効率を改善する工夫が必要であることも分った。ミラー上に有機色素膜を形成する事が可能であることを確認するため、試作を行なった。ジクロロメタンにジ・イモニウム系有機色素とアクリル樹脂を溶かし、アルミニウムを蒸着したガラス板上にスピンコータを用いて膜形成を行なった。アルミとの親和性も良く均一な有機色素膜が形成できたが、膜厚は必要量の半分程度であった。今後、厚膜化する。さらに、ホログラム形成を試みた。光ファイバ対から有機色素膜上に1.55μmの光を照射した。2本のファイバの光電力の合計は1Wであったが、光コネクタ(光コネクタ部は1.2W)が損傷し、ホログラムの焼付けは出来なかった。今後、Wオーダの光電力を取り扱う工夫を行なう。光通信用の単一モード光ファイバのコア径は10μmと小さく、光ファイバの光結合には高精度な軸合わせが必要となり、高コストになる。光ファイバの光結合を自動的に行う自己光結合は低コスト化技術として大きな可能性がある。現像工程を必要としないホログラムが実現できると、このホログラムを利用して自己光結合を行うことが可能と考えた。現像不要のホログラムを実現するために、有機色素膜を光通信の波長で露光し、有機色素を熱分解する。熱分解により有機色素の屈折率が変化し、現像工程不要のホログラムになる。しかし、波長1.55μmの光を吸収する有機色素は色素としての需要が少ないため、ほとんど製造されておらず、自己光結合に適した有機色素は見出されていなかった。本研究の目的は光ファイバの光結合を低コスト化する自己光結合の実現を目指し、波長1.55μmの光で露光可能な有機色素膜によるホログラムを開発する。このための手順として、まず、数学ソフトを用いたシミュレーションによって自己光結合の特性を確認し、自己光結合を実現可能なホログラムの構造を決める必要がある。次に現像工程不要のホログラム用乾板を開発する。最後に、この乾板を露光してホログラムの製作を行なうと同時に、自己光結合特性を測定する。本研究により、ミラー上に有機色素膜を形成したホログラム乾板が自己光結合特性を示すことがシミュレーションで分かった。このホログラム乾板は、ジイモニウム系有機色素とPMMAをジクロロメタン中に溶かし、スピンコーターによってアルミ蒸着ミラー上に有機色素膜を成膜することによって製作した。この有機色素膜は1.55μmの干渉光で感光し、光学長変化が生じることが確認された。また、2本の光ファイバから強い光を照射し、コントラストが不十分であったが干渉縞を焼き付けることに成功した。以上の結果から、本研究により自己光結合実現の見通しを得た。光通信用の単一モード光ファイバのコア径は10μmと小さく、半導体レーザ(LD)モジュールの組立には高精度の軸合わせを必要とし、組立コストが高くなる。

そこで、高精度の軸合わせを不要とし、光ファイバの光結合を自動的に行う自己光結合によって、低コスト化を目指す。本研究では光通信に用いる波長1.55μm帯の光によって有機色素を熱的に変性させ、光ファイバに集光する特性が得られることを実証する。本年度はジイモニウム系有機色素が波長1.55μmにおいて、適度な光吸収を有し、200°C程度で熱分解することを確認した。具体的には、ジイモニウム系有機色素をアクリル樹脂とともにジクロールエタン中に溶解し、スピンコータ用いてスライドガラス上に成膜した。有機色素膜を200°Cで熱処理することにより、光透過率が急激に上昇することを確認した。さらに、微小部分の光学長変化を測定する技術を立ち上げ、波長1.55μmの強い光を有機色素膜に照射することにより光学長が変化することを確認した。λ/2程度の光学長変化が得られたので、ジイモニウム系有機色素膜はホログラム化の可能性がある。ただし、露光していない部分の光吸収率が大きいため、光損失は3dB以上生じる。また、有機色素膜がガラス板から剥離するサンプルもあり、今後の改良が必要である。一方、数学ソフトを用いて、半導体レーザと光ファイバを対向させた光学系についてシミュレーションを行なった。ホログラム面上の光強度を求め、干渉縞の形を計算によって求めた。その結果、干渉縞は光軸から離れるとともに傾き、この縞で光が反射するとすれば、ほぼファイバコアにヒットすることが分かった。したがって、回折格子がブラッグ回折条件を満たせば回折効率が上がり、光結合効率が向上すると考えられる。ホログラムの厚さを考慮し、ミラー付きホログラムへと構造を発展させた。アルミニウムによるミラー上に有機色素膜を形成する構造が製作可能であることを確認し、ホログラム形成実験を試みた。ホログラム形成には至らなかったが、大電力の光を取り扱う課題抽出がなされた。ホログラム形成および自己光結合の実現に今一歩のところにいると考える。波長1.55μmの強い光を有機色素膜に照射することにより光学長が変化することを確認した。光学長変化はλ/2程度であり、ホログラムになりうる量であるため、順調な進展であると考える。安価なアルミニウムミラー上に有機色素膜が良好に形成できたため、多種のミラーについて試す必要が無くなり、研究費が若干残った。アルミミラー上に有機色素膜を形成する構造が製作可能であることを確認したので、今後は膜厚を適正にし、ホログラムの製作により自己光結合の検証を行なう。そのためには、高出力光の取り扱いを工夫する必要がある。各種光デバイスは高出力アンプの入力側に挿入し、高出力アンプの出力光をできるだけ低く抑える。場合によっては、手持ちの中出力光アンプと組み合わせ、その分、高出力アンプの出力光を抑える。そして、光コネクタが損傷しないような光回路を構成し、有機色素膜を露光する。また、適正な露光時間を再現性良く照射できるようにする。波長1.55μmの光照射により光学長変化を確認したので、今後はホログラムの製作による自己光結合の検証を行なう。そのためには、高出力の光増幅器を入手し、有機色素膜を露光する。ただし、通常の半導体レーザはスペクトル線幅が太く、LD to fiberの系では光干渉が生じにくい。そこで当面は、スペクトル線幅の問題が生じにくいfiber to fiberの系で自己光結合実験を行なう事にする。