hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Neuropeptide Y Y3受容体の遺伝子配列の決定

NPYおよび抗NPY抗体さらにリガンドPYYと抗PYY抗体との反応性からクローニングを進行中である。ラットの大動脈内皮細胞を単離して培養を行った。血管透過性の変化は、内皮細胞を直径0.5ミクロンの穴のある培養皿の上で培養して蛍光色素でラベルしたアルブミンの通過量によって検討した。また、一方では内皮細胞に発現する血管内皮細胞成長因子VEGF mRNAおよびその蛋白量をPCR, western blottingにて検討した。環在注射麻酔剤(ketamine, propofol, thiopental)、神経伝達物質(neuropeptide Y, norepinephrine, acetylcholine)、その他の生体内物質について、諸指標の変化から血管透過性に影響する物質の薬理学的検討を行っている。ketamine, thiopentalの通常用いられている濃度は透過性を亢進させるVEGF放出量を増加させた。延髄におけるNO放出量の増加は、フィブリン肺水腫発生率を増加させることが昨年度報告したが、今年度ではさらに迷走神経切断2週間後にbNOS発現量の増加が顕著であり、そのような時フィブリン肺水腫の発生率は有意に抑制されることが分かった。しかし、水腫液中の蛋白濃度は発生率の時間経過とは異なった経時的変動を示した。今年度さらに延髄のNO遊離を増加させる興奮性神経伝達物質L-glutamate, aspartateの影響を調べている。脳脊髄液中へのNO遊離の増加が見られ、フィブリン肺水腫の発生率は完全に抑制された。NOS阻害剤のL-NAMEの前処置によって元に戻った。現在さらに関与する受容体について調べている。神経原性肺水腫における血管透過性亢進機序を解明するため、neuropeptide Y(NPY)Y3受容体のDNA配列を調べる実験系、血管内皮細胞を使った実験系、そして中枢神経系特に延髄におけるNOの変動に伴う発生率の変化を検討する実験系を用いた。既にneuropeptide Yは、フィブリン肺水腫などの神経原性肺水腫の発生において血管透過性を亢進させる交感神経終末から放出される重要な神経伝達物質であることを示した。その関与するNPY Y3 receptorは、現在まだ遺伝子配列が決定されていない。そのため、有効な薬物の開発に支障を来している。今年度そのクローニングを開始した。ラットの延髄と肺からmRNAを抽出してcDNA作成後、ZAP Express VectorにligateしてZAP発現ライブラリーを作成した。大腸菌株に感染させ寒天培地上でプラークを形成させた。
非局所的相互作用による定在波の安定化効果に関連する最小化変分問題の研究

本研究では、プラズマ物理学においてsuperfluid film方程式として導出される準線形シュレディンガー方程式の定常問題の解構造(一意性・多重性・漸近的プロファイルなど)を解析した。今年度の具体的な研究実績は以下の通りである。1つ目の結果は、半線形楕円型微分方程式における一意性・非退化性に関する既存の結果を、非線形項が劣線形の場合まで含まれるように拡張し、定常問題として現れる準線形方程式の解の一意性に応用したものである。本研究内容は足達慎二氏・柴田将敬氏との共同研究として学術雑誌「Acta Mathematica Scientia」に掲載された。また、2つ目の結果として、非線形項がソボレフ臨界指数の場合の解の漸近挙動を考察した。この結果も学術雑誌に掲載が決定している。他にはボルドー大学のMathieu Colin氏と共同で、磁場と相互作用する粒子の運動を記述するシュレディンガー・マックスウェル方程式やクラインゴルドン・マックスウェル方程式における初期値問題の可解性、定常問題のエネルギー最小解の存在および定在波解の安定性に関する研究を行い、その成果の一部は学術雑誌に掲載されている。特に学術雑誌「Nonlinearity」に掲載された我々の論文が2017年度の「Journal's Highlights collection」に選出された。本研究の全体的な目標は、非局所相互作用が定在波の安定性に対してどのように寄与するかを解明することである。これまで研究してきた準線形シュレディンガー方程式は、ある非局所問題の極限として得られるものであり、今年度の結果によって定常問題の解構造がほぼ解明された。この結果によって、次の段階として考察したい、極限を取る前の非局所問題を解析する準備が出来つつあると考えている。また、シュレディンガー・マックスウェル方程式系も非局所的な相互作用を持ち、今年度の成果によって初期値問題の可解性や、対応する最小化問題の相互作用が小さい場合の可解性が得られた。次のステップとして、相互作用が大きい場合の最小化問題を考察することで、現れるラグランジュ乗数の詳しい情報が得られると期待しており、それが非局所相互作用の安定化効果の解明につながる。したがって、本研究の目標に向けて着実に研究が進んでいると考えている。さらに、ボルン・インフェルト型微分方程式の研究、2次元Chern-Simons方程式の研究など、今後の研究テーマにつながるような新規研究も始めることが出来た。以上の理由により、研究計画はおおむね順調に進展していると考えている。今年度に得られた結果を下に、非局所相互作用による定在波の安定化効果の解析を行う。今年度に引き続き、足達慎二氏・柴田将敬氏を研究協力者として研究を行う。本研究を推進するため、研究協力者と定期的に研究打ち合せを行う。海外の共同研究者とはメールを通じて連絡を取り合うが、余裕があれば日本への招へい、共同研究者が所属する大学への渡航も行いたい。また、国内の研究集会に積極的に参加し、様々な研究者と積極的に情報交換を行う。同時に、今年度と同様にKSU非線形解析セミナーを主催し、情報収集および共同研究のきっかけを作っていきたい。また、研究代表者がこれまで行ってきた反応拡散系方程式や固有値最適化問題をより深く研究するために、今後は数値解析も積極的に取り入れていきたい。そのために次年度は京都産業大学の西慧氏、研究協力者である東北大学の西浦康政氏と反応拡散系の数値解析に関する情報交換を行う。また、研究協力者であるアイシンAWの井手貴範氏と固有値最適化問題や楕円型微分方程式の数値解析の共同研究を開始したいと考えている。さらに、次年度はKSU非線形解析セミナーの拡大版として、ワークショップ「Workshop on reaction-diffusion equations and numerical analysis」を京都産業大学で開催する。また、スペインで行われる国際会議「ICIAM2019」で招待講演を行うことが決まっている。

この結果によって、次の段階として考察したい、極限を取る前の非局所問題を解析する準備が出来つつあると考えている。また、シュレディンガー・マックスウェル方程式系も非局所的な相互作用を持ち、今年度の成果によって初期値問題の可解性や、対応する最小化問題の相互作用が小さい場合の可解性が得られた。次のステップとして、相互作用が大きい場合の最小化問題を考察することで、現れるラグランジュ乗数の詳しい情報が得られると期待しており、それが非局所相互作用の安定化効果の解明につながる。したがって、本研究の目標に向けて着実に研究が進んでいると考えている。さらに、ボルン・インフェルト型微分方程式の研究、2次元Chern-Simons方程式の研究など、今後の研究テーマにつながるような新規研究も始めることが出来た。以上の理由により、研究計画はおおむね順調に進展していると考えている。今年度に得られた結果を下に、非局所相互作用による定在波の安定化効果の解析を行う。今年度に引き続き、足達慎二氏・柴田将敬氏を研究協力者として研究を行う。本研究を推進するため、研究協力者と定期的に研究打ち合せを行う。海外の共同研究者とはメールを通じて連絡を取り合うが、余裕があれば日本への招へい、共同研究者が所属する大学への渡航も行いたい。また、国内の研究集会に積極的に参加し、様々な研究者と積極的に情報交換を行う。同時に、今年度と同様にKSU非線形解析セミナーを主催し、情報収集および共同研究のきっかけを作っていきたい。また、研究代表者がこれまで行ってきた反応拡散系方程式や固有値最適化問題をより深く研究するために、今後は数値解析も積極的に取り入れていきたい。そのために次年度は京都産業大学の西慧氏、研究協力者である東北大学の西浦康政氏と反応拡散系の数値解析に関する情報交換を行う。また、研究協力者であるアイシンAWの井手貴範氏と固有値最適化問題や楕円型微分方程式の数値解析の共同研究を開始したいと考えている。さらに、次年度はKSU非線形解析セミナーの拡大版として、ワークショップ「Workshop on reaction-diffusion equations and numerical analysis」を京都産業大学で開催する。また、スペインで行われる国際会議「ICIAM2019」で招待講演を行うことが決まっている。
新しいスリランカイト型結晶化合物・固溶体ナノ粒子の創製,形態制御と応用

水溶液プロセス(水熱反応)を用いて,これまで知られていない組成をもつスリランカイト型類似(α-PbO_2関連)構造の結晶化合物,アナターゼ型構造の新規結晶化合物,およびルチル型構造の準安定な金属酸化物固溶体ナノ粒子等を低温で直接的に合成し,微構造・形態の制御などを試みた。これら新しい結晶化合物および準安定相の生成条件や構造・物性・機能等を明らかにした。また,特性に応じて機能性材料(環境浄化用触媒,蛍光体等)への応用を検討した。(1)新規なアナターゼ型結晶ScTiNbO_6水溶液プロセスを用いて新しい結晶化合物・固溶体組成に基づく機能性ナノマテリアルの創製について検討した。生成物の結晶相の同定には,X線回折装置を使用し,透過型電子顕微鏡を用いて微粒子の粒子径・形態を観察した.また生成した試料のBET比表面積,拡散反射スペクトル,光触媒能などを測定し,アナターゼ結晶の相安定性を評価した.その結果,広範な固溶領域を有するニオブとスカンジウムを固溶したアナターゼ型酸化チタン(Ti_<1-2x>Nb_xSc_xO_2)ナノサイズ粒子が直接合成することを明らかにした。これら得られた結晶は大気中の加熱により系外に副成分の生成を伴わず,ニオブとスカンジウムを固溶した単一相のルチル型固溶体結晶へ相転移した。またTiO_2に対する異種元素の置換量を増大させていくと,格子定数,光学的バンドギャップなども組成変化に対応して連続的に変化し,モル比で1/3しかTi成分を含有しない単相の新規なアナターゼ型結晶微粒子ScTiNbO_6が水熱条件下で直接合成した。(2)新規なスリランカイト型結晶ScTiNbO_6この新規なアナターゼ型結晶ScTiNbO_6は大気中の加熱により,ルチル型結晶へは相転移せず,スリランカイト類似構造をもつほぼ単一相の新規な結晶組成物へ相転移することを見出し,その格子定数,光学的バンドギャップなどを明らかにした。チタンとイオン半径,電気陰性度が近似する元素において,チタンをニオブで置換し,電気的中性を保つためにニオブ置換量と同量の3価イオンとなりうる元素をチタンに共固溶させたチタニア結晶を水溶液中にて水熱条件下,ナノサイズ微粒子として直接合成した。生成物の結晶相の同定には,X線回折装置を使用し,透過型電子顕微鏡を用いて微粒子の粒子径・形態を観察した.また生成した試料のBET比表面積,拡散反射スペクトル,光触媒能などを測定し,アナターゼ結晶の相安定性を評価した.3価イオンとなりうる元素の違いによる共固溶させたチタニア結晶の生成組成領域,結晶構造(格子定数)の変化,光学的バンドギャップの変化,光触媒能,相安定性およびアナターゼからルチルへの相転移挙動などを調べた。ニオブとスカンジウムを共固溶させるとScTiNbO_6組成のアナターゼ型結晶が得られ,この結晶は大気中の加熱により,ルチル型結晶へは相転移せず,スリランカイト類似のα-PbO_2構造をもつほぼ単一相の新規な結晶組成物へ相転移した。アルミニウムやガリウムの場合は,スカンジウムと比較し置換固溶量も少なく,スカンジウムの場合とは異なる挙動を示した。相転移温度や他の性質はこれら共固溶した成分に依存して大きく変化した。本年度は,新しい固溶体ナノ粒子の創製に関し,酸化チタンを基とする系として,酸化チタン-酸化スズの系について重点的に検討した。この系の相平衡状態図では,1450°Cから室温までの温度域に,幅広い組成範囲にわたる2相分離の領域が広がっている。このため,熱力学的な平衡状態では,TiO_2に富んだルチル型結晶とSnO_2に富んだルチル型結晶の2相に分離し共存する。本研究では,準安定なルチル型完全固溶体結晶微粒子およびこの系の複合ナノ粒子の直接的な合成に取り組んだ。耐圧容器に装填したテフロン製の試料容器中にて,塩化スズと塩化チタンの塩を所定の組成になるように混合溶解した水溶液を酸性の水熱条件下で加熱加水分解した。その結果,TiO_2-SnO_2系の全組成領域において,ルチル型単一相の完全固溶体(全率固溶体:準安定相)を,水熱条件下の並行的加水分解により酸性水溶液からナノサイズ微粒子として直接合成した。また,合成したルチル型固溶体の相安定性と相分離挙動を明らかにした。次に,塩化スズと塩化チタンの塩を所定の組成になるように混合溶解した水溶液にアンモニア水を加えた弱塩基性の条件下で水熱処理しTiO_2-SnO_2系の結晶性微粒子の合成について検討した。その結果,Ti=0^70mol%まではルチル型単一相の固溶体(準安定相)が弱塩基性水溶液からナノサイズ微粒子として水熱結晶化した。また,Ti=80^90mol%組成ではルチル型とアナターゼ型結晶から成る複合ナノ粒子が生成した。

紫外可視分光光度計を用いて測定した光触媒活性評価の結果として,Ti=80^90mol%組成の複合ナノ粒子は,Sn成分を含まない酸化チタンTi=100mol%よりも優れた光触媒活性を示すことを明らかにした。
遊離皮弁移植におけるFlow-through吻合の有用性

遊離皮弁移植の安全性向上を目的とし、より開存率の高い静脈吻合法の探索を行った。ラットの皮弁モデルを用い、静脈flow-through吻合と端々吻合(従来法)の開存率を比較した。結果としては、いずれの群でも100%の開存率を示し、両者の間に有意差は認めなかった。本研究では、静脈flow-through吻合は高い開存率を示したが、従来法に対する優位性を示すには至らなかった。しかし、静脈flow-through吻合の動物モデルはほとんど報告されておらず、本モデルは今後の研究に寄与する可能性がある。ラット遊離皮弁の攣縮誘発モデルを用いて、端々吻合とFlow-through吻合の開存率の比較を行っている(研究計画1)。モデルはすでに報告されているものであり、攣縮の誘発もされていると考えるが、実際には開存率には差を認めていない。これは、動脈攣縮は開存率に大きな影響を与えないということを示唆すると考えている。また、研究計画2の静脈閉塞モデルでの皮弁救済率の比較については、初回手術と再手術間のラットの管理が問題であり、また長時間の実験になるため、研究者の負担も予想外に大きい。現在、モデルの変更を計画中である。研究計画3の静脈吻合法による開存率の比較については、当初購入予定であったトランジットタイム血流計が予算オーバーで購入できなかったため、代替としてティシューオキシメーターを購入した。これを用い、静脈flow-through吻合が皮弁組織内酸素分圧に及ぼす影響について研究を行っている。当初はラット遊離皮弁の攣縮誘発モデルと静脈閉塞モデルを用いて、端々吻合とflow-through吻合の比較を行う予定であったが、いずれもモデルに問題があり、良好な結果が得られそうにない。このため、静脈吻合における端々吻合とflow-through吻合の比較に焦点を絞り、両者の比較を行う予定である。当初はトランジットタイム血流計で血流を比較する予定であったが、購入できなったため、代替としてティッシューオキシメーターを購入し、これにより皮弁内の酸素分圧を測定する予定にしている。ラットの鼠径皮弁モデルを用いて、静脈のflow-through吻合と端々吻合で開存率の比較を行った。SDラット(オス)300-400gを各群10匹ずつ用い、左鼠径皮弁(3×3cm)を挙上した。端々吻合群では、大腿静脈を切断→吻合し、膝窩静脈は結紮・切離した。flow-through吻合群では、大腿静脈と膝窩静脈の2か所で吻合を行った。術後1週間で吻合部の評価を行ったが、いずれの群も開存率100%であり、有意差は認めなかった。flow-through吻合群の末梢側吻合部(膝窩静脈レベル)も全例で開存していた。また、flow-through群ではティッシュオキシメータを用い、膝窩静脈を開通させた状態(flow-throughの状態)とクランプした状態(端々の状態)で、皮弁内酸素飽和度を測定・比較したが、有意な変化は認めなかった。本研究の結果より、静脈のflow-through吻合は高い開存率を示すが、端々吻合に対する優位性は示すにはいたらなった。また、皮弁内酸素飽和度への影響に関しても有意な変化は認めなった。一方、静脈のflow-through吻合については、今まで動物モデルではほとんど検討されておらず、本モデルは今後の研究に寄与する可能性が示唆された。今後は本モデルを遊離皮弁モデルへと発展させ、端々吻合との生着率の比較する、あるいは、皮弁下垂・鬱血誘発モデルで比較を行う、などの研究を検討している。平成26年度は研究者のエフォート率に変化があり、研究が進捗しなかった。このため、1年間の研究延長申請を行った。形成外科研究計画3をメインに計画を推進する予定である。具体的には、皮弁の静脈血管茎を端々とflow-throughにした状態での皮弁内酸素飽和度をティッシュオキシメータを用いて測定しようと計画している。また、皮弁内酸素飽和度の変化と吻合部血栓の関係についても調査を行いたいと考えている。トランジットタイム血流計については、購入はできなかったが、他機関からの借用を交渉している。借用できれば、これを用いて吻合部血流量の変化を測定する予定にしている。計画13については順調に進行しているが、2についてはモデルに問題があるため、進行していない。平成26年度は研究が進捗しなかったため。計画1については引き続き研究を行う。計画2については、モデルの改良を行い、実現が可能であるか考慮する。計画3については、上記の通りティッシュオキシメータを用いた研究に変更する。物品費、ラット購入費に充てる予定である。
上皮陥入によるヒト再生歯三次元モデルの構築および再生促進漢方薬剤の開発

上皮陥入は歯の発生初期にみられる重要な特徴である。本研究ではヒト口腔上皮細胞OECs及び歯髄由来間葉系幹細胞DPSCsを用いて、歯の発生初期における上皮陥入様構造物を世界で初めて三次元的に再構築した。この三次元上皮陥入モデルでは、歯の発生初期における典型的な上皮陥入と間葉凝集、すなわち上皮組織が間葉組織への陥入及び陥入部位の周囲に間葉細胞の凝集が立体的に観察された。初期歯の上皮陥入および間葉凝集に関する分子マーカーはこのモデルに検出されたことから、このモデルは忠実に上皮陥入を再現することがわかった。この上皮陥入三次元モデルが歯の発生・再生に関わる分子メカニズムの解析に有用なツールとなることが期待される。超高齢社会の日本にとって、組織再生メカニズムの解明および再生促進薬剤の開発が重要かつ急務である。本研究では歯の再生および再生促進漢方薬剤の開発のために、歯発生初期に起こる上皮陥入の誘導による再生歯の三次元モデルを構築し、歯再生過程における分子メカニズムの解明を行い、歯の再生を促す漢方薬剤を開発する。平成21年度では、当研究の進行程度は以下の(1)-(4)である。(1)特定な培地でヒト歯髄間葉細胞から高い再生能や分化能を有する三次元スフェロイドを形成し、その中心部に幹細胞様細胞、中間部に増殖細胞、辺縁部にApoptosis細胞が多くみられた特徴は、生体器官発生中のHomeostasisに類似していることから、再生医学や創薬ならび病態解析などに広く応用できる可能性がある。(2)ヒト口腔粘膜上皮細胞やヒト歯髄間葉細胞由来のスフェロイドまたはセールシートをコラーゲンゲル及びマトリゲルの中に播種し、三次元培養下で再生歯の初期モデルの構築に成功した。この再生歯のモデルでは、間葉組織の中に上皮組織の陥入が観察された。上皮-間葉相互作用による石灰化マーカー(ALP、DSP、DMP1等)の発現が免疫染色法で確認された。今後さらに上皮陥入のシグナルを免疫染色やqRT-PCR法等で解析する予定である。(3)再生促進漢方薬剤の開発では、骨砕補や拘杞などの細胞毒性試験を行って、安全濃度範囲を確定した。現在、漢方薬剤によるヒト歯髄細胞分子マーカーの変化および初期歯モデルの再生、分化への影響が観察中である。(4)上記の研究を進んでいるうちに、簡易な細胞生存力および石灰化の定量測定法を開発し、そのコストは市販同類品の約1%である(特許出願準備中)。上記の研究成果は歯をはじめとする組織再生における分子マーカーの変化および分子制御を解明するために、重要なアプローチを提供する。上皮陥入は歯や肺、毛嚢等の器官の発生初期における重要な特徴である。本研究では歯発生初期に起こる上皮陥入の誘導による再生歯モデルをIn vitroで構築し、歯再生過程における分子メカニズムを解明することを主要な目的とする。平成22年度の研究では、ヒト口腔上皮細胞OECs及び歯髄由来間葉系幹細胞DPSCsを三次元培養し、初期歯の上皮陥入モデルの構築に成功した。このモデルでは、歯のinitiation stageの特徴である、上皮組織が間葉組織への陥入及び陥入部位の周囲に間葉細胞の凝縮が観察された。免疫染色及びRealtime RT-PCR方法で調べたところ、歯のinitiation stageにおける分子マーカーのBMP4やBMP2、CD44、E-cadherin (CDH1)、N-cadherin (CDH2)、integrin beta 1 (ITGB1)はOECs-DPSCs三次元培養物に発現することに対して、歯のlate stageにおける分子DSPとDMP1は発現していないことが分かった。このモデルが初期歯の上皮陥入を再現することが示唆された。それに対して、ヒト不死化口腔上皮細胞NDUSD-1とDPSCsを用いた三次元培養物では、上皮組織の陥入及び歯の発生初期における分子マーカーが観察されなかった。上皮幹細胞マーカーであるp75は歯の再生及び象牙質の修復に重要な役割を担う。p75抗体を用いて免疫染色を行った結果、OECs-DPSCsで構築した三次元モデルではp75の発現が培養早期で観察された。NDUSD-1-DPSCs三次元培養物ではp75の発現が観察されなかったことから、p75が再構築した初期歯モデルの上皮陥入に関与する可能性が示唆された。本研究で開発されたOECs-DPSCs初期歯モデルは歯再生における分子マーカーの変化、分子制御の解明及び再生促進の薬物のスクリーニング等に幅広く応用することが期待される。

平成23年度の研究では、ヒト口腔上皮細胞OECs及び歯髄由来間葉系幹細胞DPSCsを用いて、歯の発生初期における上皮陥入様構造物を世界で初めて三次元的に再構築した。この上皮陥入モデルを構築するために、BD Matrigel^<TM>とCollagen gelの2種類のScaffoldsを用いた。BD Matrigel^<TM>をScaffoldとして構築された三次元上皮陥入モデルでは、歯の発生初期における典型的な上皮陥入と間葉凝集、すなわち上皮組織が間葉組織への陥入及び陥入部位の周囲に間葉細胞の凝集が観察された。歯の発生初期における分子マーカーのBMP4やBMP2、CD44、E-cadherin(CDH1)、N-cadherin(CDH2)、integrin beta 1(ITGB1)は発現されることに対して、歯の発生後期における分子DSPとDMP1は発現していないことが分かった。それに対して、Collagen gelを用いたものでは、上皮陥入が観察されたものの、間葉凝集が認められなかった。また、ヒト不死化口腔上皮細胞NDUSD-1とDPSCsを用いた三次元培養物では、上皮組織の陥入及び歯の発生初期における分子マーカーが観察されなかった。p75抗体を用いて免疫染色を行った結果、OECs-DPSCsで構築した三次元モデルではp75の発現が培養早期で観察された。NDUSD-1-DPSCs三次元培養物ではp75の発現が観察されなかったことから、p75が再構築した初期歯モデルの上皮陥入に関与する可能性が示唆された。この上皮陥入三次元モデルが歯の発生・再生に関わる分子メカニズムの解析に有用なツールとなることが期待される。
国際宇宙ステーションにおける高精度宇宙放射線計測

宇宙放射線の主成分である高エネルギー陽子から鉄に至る荷電粒子群は宇宙で活動する宇宙飛行士の放射線被ばくに大きな影響を持つ。宇宙における被ばく線量としては、宇宙放射線などの一次粒子成分のほかに、宇宙放射線が衛星構体や人体内の構成元素と核破砕反応を起こすことで発生する二次粒子成分も重要な要因となる。近年、陽子線と人体内元素との標的核破砕反応で生成する二次粒子成分の線量寄与が問題となっている。CR-39固体飛跡検出器はこれらの二次粒子成分も飛跡として記録するが、従来の計測法では、エッチング処理が短飛程粒子の飛程を超えてしまい正確にLETが計測できない、LETが高すぎると応答感度が飽和してしまう、炭素や酸素などの高フラックス宇宙放射線のバックグラウンドが大きくなる、などの問題点があった。本研究では短飛程粒子の飛程を超えないごく微小のエッチングにより生成した極微小エッチピットの原子間力顕微鏡を用いた計測技術や、CR-39の応答感度を高LET領域に最適化しLET検出閾値を制御する計測技術を確立した。要素技術を用いて陽子線由来の短飛程二次粒子の測定実験の結果、短飛程二次粒子のLETは20keV/μm4000keV/μmの広域にわたり連続分布を持ち、線量当量で1次陽子線の3040%程度の余剰線量を持つにとを明らかにした。本研究において確立した二次粒子計測技術は、宇宙放射線場だけでなくがん治療用の粒子線やX線照射によって生じる二次粒子による医療被ばく影響研究に応用できるようになった。
レーザーの歯学への応用 -Ag-Pd-Cu合金のレーザ照射における硬化機序-

1.緒言レーザ加工の表面改質により、疲労破壊に強い日本刀(表層は硬く,芯部が軟らかい)のような鋳造クラスプの作製を目的とする。今回は、(1)レーザ照射による金銀パラジウム合金の硬化機序,(2)規則格子を形成せず硬化(一般的には、硬化はPdCuの規則格子の析出)するAg-Cu合金の組成範囲,(3)アモルファス合金の作製の実験を行った。2.実験方法(1)金銀パラジウム合金(キャストウェルM.C.ジ-シ-社製)にYAGレーザ(パルス幅4.59.0ms,レーザエネルギ1022J)を照射した表面のビッカース硬さを測定し,X線回析,EPMA回析を行った。(2)alpha_1相(Cu-rich)とalpha_2相(Ag-rich)の固溶限の変化で硬化するAg40%-Pd32.5-Cu27.5合金をもとにしたAg-Pd-Cu合金を溶製した。Ag-Cuの共晶点温度(779°C)より高い800°Cの電気炉内で12,60秒間加熱し、硬さを測定した。(3)ガラス化能が極めて高く10^3C/sec程度の臨界冷却速度でアモルファス化するPd77.5%-Cu6.0-Si16.5合金を溶製した。レーザ(パルス幅0.20.8ms,レーザエネルギ0.122J)を照射し、X線回析を行った。3.結果(1)パルス幅7.0ms,レーザエネルギ15Jの表面硬さは、287HV(鋳造体の硬さは210HV)に達した。鋳造面と照射面のX線回析図を図1に示した。レーザを照射することにより、鋳造面のalpha_1相とalpha_2相が消失した。また、EPMAの結果でも鋳造面のalpha_2相はレーザを照射すると消失した。よって、レーザによる硬化はalpha_2相の固溶限ノ変化によるものであった。(2)Ag50%-Pd35-Cu15,Ag35%-Pd40-Cu25の合金を800°Cの電気炉に12秒間入れると、鋳造体より36.5,48.5HV硬くなった。(3)今回の照射条件では、アモルファス合金特有な幅広いブロードなX線回析図は得られなかった。
超音波によるスペックル速度計測

本研究により開発された手法は、超音波エコー信号上に生じる「スペックルの時間的変動」を計測することによって、極低速で流れる流体の流速を決定するものである。本年度は、(1)測定精度の流速依存性、(2)計測値の音場依存性、および(3)計測値の方位(流れの方向とトランスデューサの向きの関係)依存性などについて、理論および実験の両面から調査するとともに、実際に生体を対象とした臨床実験を試作して実用上の問題点を検討した。具体的な内容を以下に列挙する。〔1〕本年度以前に行なった実験とその結果を検討し、より高精度の測定を行うことのできる実験システムを設計し、製作した。(58月)〔2〕上記期間に製作したシステムを使用して、血管を模したファントムによる実験を行い、上述の(1)測定精度、(2)音場依存性および(3)方位依存性などの各種の基礎データを収集した。次にそれを整理して検討し、システムの性能を定量化することによって、本方式の可能性を明らかにした。また、実験の結果と理論的解析の結果を比較して検討した。(911月)〔3〕実際に臨床に応用するための実験を試行し、測定感度、測定可能領域など、実用上の問題点を検討した。(122月)これらの研究を通して、本手法が(1)ドップラー法の苦手な極低速の領域をカバーできること、(2)流れの方向に対して垂直な方向からの計測が可能(これは、ドップラー法では不可能)なことが確認された。また、実際に人体肝臓における門脈の血流に対してその流速を測定することができた。この手法の実用化に成功すれば、生体内の毛細血管内を流れる血流の計測や、地底または壁内に埋設されたパイツ中を流れる流体の流速計測等を簡単かつ高精度で行なうことができるようになる筈である。
高解像度アンサンブル気象予測に基づく水稲障害に対する確率予測システムの構築

東北地方を対象とした冷害の予測実験を進めた。特に、2000-2009年で最も強い冷害年であった2003年を中心に解析を行い、気温と冷却量の予測精度の関係を調べた。東北地方の夏季における日々の気温の変動幅は約2°Cであり(AMeDAS観測値)、これは気候値予報、単独予報、アンサンブル予報のいずれにおいても同程度の変動幅であった。しかし、気温の変動パターンの再現性は予報の種類によって大きく異なり、AMeDASの日平均気温に対する単独予報やアンサンブル予報の相関係数は0.5程度である一方、気候値予報では0.1程度まで低下していた。そのため、気候値予報では2003年に発生した冷害を予測することがほぼできなくなっていた。物理法則に基づいて行われる単独予報やアンサンブル予報では観測された冷却量の季節変化を捉えることができていた。また、本システムでは9つのアンサンブルメンバーからなる冷却量予測を行っているが、単独予報に対するアンサンブル予報(9メンバー平均)の予測誤差の低下は10%前後であり、気候値予報を用いるかあるいは物理法則に基づく単独/アンサンブル予報を用いるかの予測誤差の違い(約20%)よりも小さかった。得られた成果として、東北地方の夏季の気象予測において気候値予報を用いても日々の気温変動の幅自体を予測することは可能であるものの、冷害予測のような対象日の気温がしきい値を下回るかどうかが重要な場合には数値予報モデルに基づく予報データを使用することが特に重要であることが明らかになった。本研究で構築した冷害予測システムは過去の強い冷害(2003年)に対する高い予測可能性を示したものの、検証に用いた年数が少なくシステム全体の精度評価として不足している。そのため、複数の年を対象に予測実験を行い、冷害の予測可能性を評価する必要がある。追加の冷害予測実験を行い、予測精度に最も影響を与える地上気象要素(気温、日射、湿度等)を明らかにする。各気象要素の不確実性が水稲生育および冷害予測に与える影響を定量的に評価する。アンサンブル気象予測データを水稲生育モデルと組み合わせ、2000年から2009年の夏季の東北地方を対象に冷害のハインドキャスト実験(10日ごとの14日予報)を行った。予報期間全体の気温の予測精度を評価すると、摂動なしの単独予報は気候値予測よりも誤差(RMSE)が大きい一方で、アンサンブル平均は気候値予測よりも低いRMSEとなった。次いで発育指数(DVI)が1.5から2.2の期間で日平均気温が22°Cを下回った分を積算した量を冷却量として定義し、アメダスで水稲生育モデルを駆動したときの冷却量を真として予測精度を評価した。気温の結果と異なり、単独予報でも冷却量のRMSEは半分程度まで低下し、アンサンブル平均を取ることでさらにRMSEが低下した。冷却量予測では、年々変わらない気候値予測よりも気象予測データを用いて推定することが気温の場合よりもさらに有効であった。これは、気候値予測は日々の変動幅が小さく突発的な冷害に対応できないためと考えられる。また、最新の気象予測データを用いることによる冷害予測の精度向上について検討すると、季節の進行とともに改善率が高くなり、11-14日予報の誤差に対する1-4日予報の誤差は最大で3割程度まで低下した。こうした解析は日平均気温が22°Cを下回った分を基準として行ったものであるが、しきい値は経験的に決められたものであるため先行研究を参考に基準温度を変更することによる予測精度への影響について感度実験を行った。季節によって影響度は異なるが基準温度の変化に対する予測精度の変化は10%程度であり、22°C設定(基準)での気候値予報に対するアンサンブル予報の改善率60%より値は小さいものの結果の解釈については注意が必要であることが明らかになった。気候データの入手及び水稲生育モデルを用いた予測実験が終了し、ここまでで得られた成果の取りまとめを行っている。本年度の予定は、アンサンブル気象予測システムの構築および障害予測モデルの性能評価で、「研究実績の概要」で記載した通り両方とも完了している。得られた結果に基づき、単独予報およびアンサンブル予報を用いた場合の冷害の予測可能性についての検討が終了している。また、今後の研究を行う上での支障は生じていない。力学的ダウンスケーリングした2週間気象予測データを水稲生育モデルと組み合わせ、東北地方における2000-2009年の10年間の夏を対象に冷害の予測可能性を検討した。過去30年のアメダス観測値から統計的に作成される気候値予報に比べ、気象予測データは気温に対しては7日程度、冷却量に対しては2週間の予報実験期間において常に気候値予報より高い精度を示した。水稲の生育段階はいずれの予報(気象予測、気候値)を用いても観測値を概ね再現した。気候値予報は生育段階を再現し、かつ日々の気温の変動幅は予報期間の観測値と同程度にも関わらず気象予測と比較して冷害の再現性が低いのは、気温の変動パターンが一致していないためであった。このことは冷害の予測には気象予測データに基づく水稲生育シミュレーションが必要であることを示唆している。本課題で構築した予測システムは10日インターバルの2週間予報のため、ある予報セットの11-14日目は次の予報セットの1-4日目と同じ日を対象としている。そのため、両者を比較することで最新の予報にアップデートすることが予測誤差の低減にどの程度効果があるかを検討することができる。

その結果、誤差低減の効果は季節進行と共に顕著になり、7月上旬では3割程度である一方、8月下旬では8割程度の改善が得られた。これは、水稲生育の段階と周囲の環境の両者が警戒域に入ることが原因であった。そのため、夏の終わりでは直近の予測データで冷害予測を行うことがより重要であるといえる。過去10年間の夏を対象とした予測実験が終了し、成果の取りまとめに向けて追加解析を行っている。気象データと水稲生育モデルのカップリングとその活用を行う当初の予定は概ね達成できている。東北地方を対象とした冷害の予測実験を進めた。特に、2000-2009年で最も強い冷害年であった2003年を中心に解析を行い、気温と冷却量の予測精度の関係を調べた。東北地方の夏季における日々の気温の変動幅は約2°Cであり(AMeDAS観測値)、これは気候値予報、単独予報、アンサンブル予報のいずれにおいても同程度の変動幅であった。しかし、気温の変動パターンの再現性は予報の種類によって大きく異なり、AMeDASの日平均気温に対する単独予報やアンサンブル予報の相関係数は0.5程度である一方、気候値予報では0.1程度まで低下していた。そのため、気候値予報では2003年に発生した冷害を予測することがほぼできなくなっていた。物理法則に基づいて行われる単独予報やアンサンブル予報では観測された冷却量の季節変化を捉えることができていた。また、本システムでは9つのアンサンブルメンバーからなる冷却量予測を行っているが、単独予報に対するアンサンブル予報(9メンバー平均)の予測誤差の低下は10%前後であり、気候値予報を用いるかあるいは物理法則に基づく単独/アンサンブル予報を用いるかの予測誤差の違い(約20%)よりも小さかった。得られた成果として、東北地方の夏季の気象予測において気候値予報を用いても日々の気温変動の幅自体を予測することは可能であるものの、冷害予測のような対象日の気温がしきい値を下回るかどうかが重要な場合には数値予報モデルに基づく予報データを使用することが特に重要であることが明らかになった。本研究で構築した冷害予測システムは過去の強い冷害(2003年)に対する高い予測可能性を示したものの、検証に用いた年数が少なくシステム全体の精度評価として不足している。そのため、複数の年を対象に予測実験を行い、冷害の予測可能性を評価する必要がある。冷却量は特定の気温を基準にするために気温の予測精度と冷却量の予測精度は必ずしも一致せず、結果の解釈には注意が必要であることが明らかになった。このことは水稲生育モデルに入力する気象データのバイアス補正の方法を詳細に検討する必要があることを示唆している。そのため、次年度は複数のバイアス補正を用いて予測精度がどの程度変化しうるかについて検討を行う。さらに、ここまでに得られた成果をまとめて査読付論文として投稿する予定である。これまでに得られた結果は冷害をカウントする基準温度に不確実性がある状態に基づいているため、基準温度に対する追加解析が必要である。来年度に行う追加実験と取りまとめが終了次第、成果をまとめて学会発表と論文執筆を行う。追加の冷害予測実験を行い、予測精度に最も影響を与える地上気象要素(気温、日射、湿度等)を明らかにする。各気象要素の不確実性が水稲生育および冷害予測に与える影響を定量的に評価する。
車輪走行性の高精度予測法に関する研究

車輪の走行性を精度よく予測することによって,農業機械の設計あるいは効率的利用に役立てることができ,最近注目されている自律走行や無人走行に必要な高精度の制御にも適用できる。走行性の予測においては,接地面における摩擦・すべり・応力分布などの力学現象を総合的に解明することが必要である。本研究では,車輪走行性の高精度予測法の確立を目的として,(1)車輪と土との接触現象および土の変形現象の解明,(2)接地応力モデルの改善による予測の高精度化を図ることを目的とし,今年度は次の項目に関して検討した。1)繰り返し走行による走行性の解析現有の精密車輪走行実験装置を用いて多様な走行条件で繰り返し走行実験を行い,けん引力,トルクなどの変化の状況を解析した。走行回数とけん引力の関係ではすべり率によって変化の状態が異なることを明らかにした。2)車輪下の土壌変形の分析すでに開発してある土壌変形解析システムを利用して,車輪の回転に伴う土壌の変形を詳細に解析した。繰り返し走行によって発生する土の変位軌跡を精度良く測定でき,土壌踏圧現象解明の糸口をつかんだ。土壌中のひずみ分布の特徴とその変化を把握し,すべり率との関係では低すべり率の方が土の鉛直変位が大きいことを明らかにした。3)土中応力の予測法の開発土中各層における車輪からの相対距離と土壌変位との関係を把握することができた。これを用いて,走行性予測の基本となる土壌中の応力分布のハイブリッド予測法を開発し,この方法が有効であることを確認した。これによって,有限要素法などによる数値解析結果の検証を行うことが可能になった。車輪の走行性を精度よく予測できれば,農業機械の設計あるいは効率的利用に役立つだけでなく,最近注目されている自律走行や無人走行に必要な高精度の制御にも適用できる。本研究では車輪走行性の高精度予測法の確立を目的として,従来の接地応力の予測モデルにすべり率の影響などを加えたモデルを提案した。さらに,剛性車輪による砂地盤での走行実験結果と比較して提示した予測モデルの評価を行った。主な結果は次の通りである。1)車輪走行実験によって接地応力の分布特性と沈下量の経時変化を把握し,接地応力の予測に必要な接地面の幾何学特性と沈下量の関係を示した。2)提案したモデルによる接地応力分布は実測値に近く,高い精度で予測できることを示した。ただし,低すべり率における負の接線応力は予測できなかった。3)回転初期における法線応力は狭い範囲に分布して最大値は高く,接線応力の値は全般に低い。回転に伴って法線応力の分布は次第に広くなって最大値は減少し,接線応力は急激に増加してピークが前方に移動する傾向を表現できた。4)すべり率に対するけん引力やトルクの予測値の傾向は実測値とほぼ同じであり精度よく予測できた。全般に,けん引力よりトルクの予測値がよく適合している。5)走行に伴うけん引力やトルクの経時変化もある程度予測できた。高すべり率ではけん引力が実測値と同様にピークを示す変化を表現できた。6)すべり変位量に対する考察を行い,Janosiモデルによる予測値は実際よりかなり大きく見積もることを示した。今後,走行車輪下の土の変形状態を詳細に解析し,接地応力に大きな影響を及ぼす沈下挙動の検討を行う予定である。本研究では車輪走行性の高精度予測法の確立には,車輪下の土の変形を詳細に解析することと,けん引力の発生メカニズムを明らかにする必要がある。後者に関してはけん引力の変動現象に解決のポイントがあると判断して,精密土槽実験装置を用いて実験的解析を行った。

(1)回転開始時にけん引力がピークに達するまでの接地面近傍の土の変位増分は,けん引力増分と負の相関関係があることがわかった。これは,初期状態におけるけん引力増分の低下は土の変形量が増加することによるものであることを意味している。(2)車輪を100°回転(すべり率21.9%)させた後の土中の各種ひずみ分布をみると,表層付近に局所的に集中しており,その大きさと領域にはムラがあることがわかった。これは,定常けん引力が低下する時には接地面近傍の粒子が水平方向に相対的に大きく動くために発生したものと予想できる。(3)これを確かめるために,表層から第1層目と第2層目のマーカの水平変位(増分)の合計値の差すなわち相対変位(増分)を求めて回転角度毎にプロットしてその波形を調べた。これより,表層付近の土の相対変位(増分)の周期とけん引力波形の主要周波数成分の周期がほぼ一致することより,けん引力の変動は主として土の変形によることを明らかにした。(4)車輪近傍の土粒子は車輪の接近,通過に伴って円を描くように変位する。間隙比の大小に係わらず同様な傾向を示すことが明らかになった。深い位置においても同じ傾向がみられるが,軌跡円のサイズは深くなるに伴って小さくなる。車輪の走行性を精度よく予測することによって,農業機械の設計あるいは効率的利用に役立てることができ,最近注目されている自律走行や無人走行に必要な高精度の制御にも適用できる。走行性の予測においては,接地面における摩擦・すべり・応力分布などの力学現象を総合的に解明することが必要である。本研究では,車輪走行性の高精度予測法の確立を目的として,(1)車輪と土との接触現象および土の変形現象の解明,(2)接地応力モデルの改善による予測の高精度化を図ることを目的とし,今年度は次の項目に関して検討した。1)繰り返し走行による走行性の解析現有の精密車輪走行実験装置を用いて多様な走行条件で繰り返し走行実験を行い,けん引力,トルクなどの変化の状況を解析した。走行回数とけん引力の関係ではすべり率によって変化の状態が異なることを明らかにした。2)車輪下の土壌変形の分析すでに開発してある土壌変形解析システムを利用して,車輪の回転に伴う土壌の変形を詳細に解析した。繰り返し走行によって発生する土の変位軌跡を精度良く測定でき,土壌踏圧現象解明の糸口をつかんだ。土壌中のひずみ分布の特徴とその変化を把握し,すべり率との関係では低すべり率の方が土の鉛直変位が大きいことを明らかにした。3)土中応力の予測法の開発土中各層における車輪からの相対距離と土壌変位との関係を把握することができた。これを用いて,走行性予測の基本となる土壌中の応力分布のハイブリッド予測法を開発し,この方法が有効であることを確認した。これによって,有限要素法などによる数値解析結果の検証を行うことが可能になった。
ブラックホールの量子カオス的側面の研究

今年度は、現在は共形場理論(CFT)における量子複雑性に関連する論文を執筆した。この量子複雑性は参照状態(reference state)と基本的な量子ゲート(gate set)の取り方に依存する。そこで、本研究では量子複雑性のreference stateを定める研究を行った。結果として高温ブラックホール時空の一部に時空の終わり(End-of the World brane)がある時空で実現されることがわかった。一方、これと双対となるCFT側の状態は共形不変な境界状態である。共形不変な境界状態は、CFTでのエンタングルメントのない状態の実現を与えており、特にSusskindがreference stateとして提唱している状態と一致している。この一致を確かめられたことは大きな進展であると考えている。また、2次元のディラトン重力におけるブラックホールを記述すると考えられているSachdev-Ye-Kitaev(SYK)模型において、量子ビット基底でエンタングルメントがない状態がどのように時間発展するかを調べた。この時間発展は、重力双対ではブラックホール生成を記述する。特に、時間発展した状態と初期状態との内積の解析的、数値的な計算を行った。またランダム行列において、初期状態と時間発展した状態の間の内積をランダム行列において解析的に与える式を導出した。さらに、SYK模型においての長時間の振る舞いが、申請者の見出したランダム行列の解析的な結果と完全に一致することを発見した。これは、ブラックホールの微視状態の準位間隔が量子カオス系のものと一致することの数値的検証になった。また物理的な結果として、ランダム行列でもSYK模型でも、時間発展した状態ベクトルは平均して初期状態の方向を向いており、この意味で時間発展後も初期状態を覚えていると言うことがわかり興味深い。本年度はブラックホールにおける複雑性の基準状態の決定を行うことができた。これは、重力崩壊における初期状態の複雑性が小さいことを示唆し、この場合ブラックホールの内部が存在することも示唆するため興味深い結果となった。また、ブラックホールの模型であるSYK模型の長時間の振る舞いと、ランダム行列の振る舞いが一致することを純粋状態の場合に確認することができた。これは、ブラックホールの微視状態がランダム行列の準位統計を示すことの一つの確認になった。これらの興味深い結果が得られたことから、本年度の研究はおおむね順調に進展していると言える。今後は、引き続きブラックホールの準位とランダム行列の関係を研究する予定である。ブラックホール生成とランダム行列が関係することが前年度の研究からわかったが、逆にブラックホール生成ができない場合にランダム行列の振る舞いが見えなくなるか、を調べる。また、ブラックホール生成に伴いカオス/可積分間の相転移が現れるかも調べる。複雑性の研究も同時に遂行する。特に、複雑性=体積の予想は、本研究課題の量子情報計量とも関係する。今年度は複雑性の時間発展を調べることで、特に量子再起時間でブラックホールでなにが起きるかを調べる予定である。本年度は、共形場理論(CFT)における境界状態に関わる研究を行った。境界状態はエンタングルメントを持たない状態のCFTにおける実現である考えることができ、AdS/CFT対応を通じて自明な時空と解釈される重要な量子状態である。まず離散的な対称性と大きな微分同相の間に起こる量子異常(mixed global anomaly)と境界付き共形場理論(BCFT)との関係を調べた。本研究では、離散対称性と大きな微分同相不変性の間に量子異常が存在する場合においても同様な関係が成り立つかを調べた。その結果、Wess-Zumino-Witten(WZW)模型において離散対称性を群の中心に選び、この中心が前述の量子異常を持つ場合、その対称性を保つ共形不変な境界条件は存在しないことがわかった。また現在、共形場理論(CFT)における量子複雑性に関連する研究を行い論文を準備している。CFT側の量子複雑性は、AdS/CFTの文脈ではAdSにおけるブラックホールの内部の情報を含んでいると考えられている。結果として、reference stateはCFTにおける共形不変な境界状態で与えられることがわかった。CFTでのエンタングルメントのない状態の実現を与えており、特にSusskindがreference stateとして提唱している状態と一致している。この一致を確かめられたことは大きな進展であると考えており、ブラックホールと量子カオスの関係の解明に知見を与えると考えている。本年度は、まず離散的な対称性と大きな微分同相の間に起こる量子異常(mixed global anomaly)と境界付き共形場理論(BCFT)との関係を調べた。2017年、量子異常を持つ連続対称性を保つ共形不変な境界条件は存在しないことがJensenらによって発見された。この背後には、量子エンタングルメントの構造が関係していると考えられる。この発見は、エンタングルメントからの量子重力の構築を目指す上でも役に立つ知見であると考えている。

そこで、本研究では量子複雑性のreference stateを定める研究を行った。結果として高温ブラックホール時空の一部に時空の終わり(End-of the World brane)がある時空で実現されることがわかった。一方、これと双対となるCFT側の状態は共形不変な境界状態である。共形不変な境界状態は、CFTでのエンタングルメントのない状態の実現を与えており、特にSusskindがreference stateとして提唱している状態と一致している。この一致を確かめられたことは大きな進展であると考えている。また、2次元のディラトン重力におけるブラックホールを記述すると考えられているSachdev-Ye-Kitaev(SYK)模型において、量子ビット基底でエンタングルメントがない状態がどのように時間発展するかを調べた。この時間発展は、重力双対ではブラックホール生成を記述する。特に、時間発展した状態と初期状態との内積の解析的、数値的な計算を行った。またランダム行列において、初期状態と時間発展した状態の間の内積をランダム行列において解析的に与える式を導出した。さらに、SYK模型においての長時間の振る舞いが、申請者の見出したランダム行列の解析的な結果と完全に一致することを発見した。これは、ブラックホールの微視状態の準位間隔が量子カオス系のものと一致することの数値的検証になった。また物理的な結果として、ランダム行列でもSYK模型でも、時間発展した状態ベクトルは平均して初期状態の方向を向いており、この意味で時間発展後も初期状態を覚えていると言うことがわかり興味深い。本年度はブラックホールにおける複雑性の基準状態の決定を行うことができた。これは、重力崩壊における初期状態の複雑性が小さいことを示唆し、この場合ブラックホールの内部が存在することも示唆するため興味深い結果となった。また、ブラックホールの模型であるSYK模型の長時間の振る舞いと、ランダム行列の振る舞いが一致することを純粋状態の場合に確認することができた。これは、ブラックホールの微視状態がランダム行列の準位統計を示すことの一つの確認になった。これらの興味深い結果が得られたことから、本年度の研究はおおむね順調に進展していると言える。現在は共形場理論(CFT)における量子複雑性に関連する論文を執筆中である。CFT側の量子複雑性は、AdS/CFTの文脈ではAdSにおけるブラックホールの内部の情報を含んでいると考えられている。この量子複雑性は参照状態(reference state)と基本的な量子ゲート(gate set)の取り方に依存する。
ウイルス性心筋炎・心筋症における心臓リンパ管新生調整因子による治療法の開発

経冠動脈的にアデノウイルスベクターを心臓へ導入するためのマイクロバルーンを用い、リンパ管新生インデューサーであるVEGF-C156S及びリンパ管新生ブロッカーであるVEGFR3-Fcの治療効果につきウイルス性心筋炎および心筋症モデルマウスにおいて検討した。臨床応用可能な心臓リンパ管新生調整因子による治療法をウイルス性心筋炎および心筋症モデルマウスにおいて確立し,発展させた。我々はウイルス性心筋炎及び拡張型心筋症モデルマウスにおいて、リンパ管を特異的に同定する抗VEGF-R3抗体および抗Podoplanin抗体により、心臓リンパ管の存在を明らかとした。そこで、我々はモデルマウスを用い、ウイルス性心筋炎・心筋症の病態における心臓リンパ管新生調整因子の関与をさらに詳細に解析した。そして、各疾患モデルマウスにおける心臓リンパ管新生に関連する分子の発現についての検討をさらに加えた。我々は独自の方法によりマウスにおいてコンダクタンスカテーテルを用い、左室圧容積関係から心機能評価を行っている。これらの技術・方法を用いて心機能との関連をさらに詳細に検討した。動物疾患モデルマウスを用い、ウイルス性心筋炎・心筋症におけるリンパ管新生インデューサーであるVEGF-c^<156S>及びリンパ管新生ブロッカーであるVEGFR3-Fcの治療効果につきさらに検討した。我々は経冠動脈的にアデノウイルスベクターを心臓へ導入するためのマイクロバルーンを開発した。これらを用い、臨床応用可能な心臓リンパ管新生調整因子による治療法を動物モデルにおいて確立した。動物疾患モデルマウスを用い、ウィルス性心筋炎・心筋症におけるリンパ管新生インデューサーであるVEGF-C^<156S>及びリンパ管新生ブロッカーであるVEGFR3-Fcの治療効果につきさらに検討した。これらを用い、臨床応用可能な心臓リンパ管新生調整因子による治療法を動物モデルにおいて確立し,発展させた。我々はウイルス性心筋炎及び拡張型心筋症モデルマウスにおいて、リンパ管を特異的に同定する抗VEGF-R3抗体および抗Podopianin抗体により、心臓リンパ管の存在を明らかとした。動物疾患モデルマウスを用い、ウイルス性心筋炎・心筋症におけるリンパ管新生インデューサーであるVEGF-C^<156S>及びリンパ管新生プロッカーであるVEGFR3-Fcの治療効果につきさらに検討した。これらを用い、臨床応用可能な心臓リンパ管新生調整因子による治療法を各疾患モデルマウスにおいて確立し,さらに発展させた。