hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全く新しいタイプの糖尿病治療薬GLP-1による脂肪肝・肝炎への治療応用の検討

ヒト脂肪肝におけるGLP-1R、DPP-4の発現を定量化して正常肝と比較した。脂肪肝ではGLP-IR、DPP-4の発現が有意に上昇していた。肝細胞株HepG2に脂肪酸を添加すると、GLP-1Rの発現は増大した。ラットに高脂肪食を与えてGLP-1を投与したところ、体重増大抑制と脂肪肝の改善が認められた。このとき、脂肪や筋組織における脂肪酸酸化酵素の著明な発現増大が認められ、GLP-1による新たな膵外作用の可能性が示唆された。脂肪肝の発症・増悪にGLP-1/GLP-1Rシグナル系が関与しているか検討するために、ヒト脂肪肝におけるGLP-1Rの発現をRT-PCRで定量し正常例と比較した。標本群は組織学的に脂肪肝と診断された22例と正常肝10例を選択した。正常肝のGLP-1Rの発現量を1とすると、脂肪肝での発現量(相対値)は4.43±6.78と増大していた。脂肪肝症例をGLP-1Rの発現量の多寡で2群に分類した。血清生化学検査でAST(U/L)、γGTP(U/L)、総コレステロール(mg/dl)、中性脂肪(mg/dl)、空腹時血糖(mg/dl)を評価すると、GLP-1R低値群(0.24±0.24)では87.1、109、214、168、123、GLP-1R高値群(9.21±7.47)では32.6、43.9、168、115、108と、GLP-1R高値群の肝障害は軽度である傾向があった。HOMA-IRで脂肪肝群を分類したところ、GLP-1R発現量はHOMA-IR 2.5未満群(n=10)で0.99±1.22に対して、2.5以上の群(n=12)では6.87±8.59と増大していた。次に、ヒト肝癌細胞株HepG2細胞におけるGLP-1Rの発現の検討を行った。コントロールでの発現量を1とした場合、オレイン酸(1mM)添加時には1.02±0.53、パルミチン酸添加時には3.22±1.14と飽和脂肪酸添加によりGLP-1Rの発現は増大した。同様に高グルコース条件(300mg/dl)ではGLP-1R発現量は1.49±0.45と増大し、高インスリン条件(20ng/ml)では0.76±0.14と低下した。ヒト脂肪肝におけるGLP-1Rの発現量、及び培養肝細胞の結果から、肝GLP-1シグナル系は脂肪肝の発症・増悪に密接に関与すること、またグルコースやインスリン抵抗性に影響されることが示唆された。Dipeptidyl Peptidase-4(DPP-4)は、GLP-1やGIPなどのインクレチン物質を分解・失活させる。新しい糖尿病治療薬DPP-4阻害剤は、GLP-1の作用を増強することで血糖をコントロールするが、脂肪肝に対する効果は不明である。脂肪肝の発症過程におけるDPP-4の生理的役割を解明するために、脂肪肝症例におけるDPP-4のmRNA発現をRT-PCRで定量し、正常例と比較した。正常例での発現を1.0とすると、脂肪肝では16.2±11.3と有意に増大していた(p<0.001)。DPP-4の肝での発現量と血中インスリン濃度との相関を評価すると、有意な負の相関が得られた(r=-0.683,p=0.0137)。同様に、HOMA-IRとの相関を評価すると、DPP-4とは負の相関が見られた(r=-0.5882,p=0.053)。血清コレステロール値とは正の相関(r=0.597,p=0.0147)を示したが、中性脂肪濃度とは相関しなかった。肝細胞株HEP G2細胞をさまざま栄養条件で培養し、DPP-4の発現を評価した。低グルコース(100mg/dl)で培養した場合のDPP-4の発現を1とすると、高グルコース(300mg/dl)の培養下では1.87±0.32(p<0.05)と増大していた。しかし、高インスリン条件(20ng/ml)でも発現は影響されなかった。オレイン酸(1mM)添加時には0.52±0.16、パルミチン酸添加時には0.63±0.27とDPP-4の発現は低下する傾向が認められた。以上より、GLP-1シグナル系を制御するDPP-4の肝での発現は、脂肪肝やインスリン抵抗性で大きく変化し、培養肝細胞でも栄養条件によって変化することが明らかとなった。このことは脂肪肝の発症・増悪にGLP-

1シグナル系が深く関与していることを示唆していると考えられた。血糖コントロール効果に依存しないGLP-1による脂肪肝改善メカニズムを解明するために、非糖尿病ラットを用いた動物実験を行った。4週齢のWistarラットをコントロール群、高脂肪食群(HFD群)、高脂肪食+GLP-1群(GLP-1群)に分け、コントロール群は通常食、HFD群とGLP-1群は高脂肪食を与え、GLP1群にはexenatide10μg/kg/日を投与した。3か月後の各群の体重は、コントロール群521g、HFD群584g、GLP-1群368gとGLP-1群は有意に低下していた。一日摂食量はコントロール群26.8g、HFD群19.7g、GLP-1群13.7gであったが、体重100gあたりの摂食量はHFD群3.4g、GLP-1群3.7gで差を認めなかった。HFD群の肝組織は顕著な脂肪肝であったが、GLP-1群はコントロール群と同様脂肪化を認めなかった。肝、脂肪、筋組織の代謝状態を、代表的遺伝子のmRNA発現をRT-PCRで定量化することで評価した。コントロール群におけるmRNA発現量を1とすると、肝脂肪酸合成系のEASはHFD群2.2、GLP-1群2.1、ACC1は1.0、0.97と差がなかったが、脂肪酸酸化系のPPARαはHFD群1.2、GLP-1群0.63、CPT1は0.93、0.77、VLDL放出系のapoBは0.97、0.91といずれもGLP-1群で低下してした。脂肪組織では脱共役蛋白質UCP2はHFD群0.96、GLP-1群1.09、UCP3はHFD群1.4、GLP-1群1.9とGLP-1群で上昇し、腓腹筋では脂肪酸燃焼系のCPT1がHFD群1.2、GLP-1群1.6とGLP-1群で上昇していた。これらの結果より、GLP-1による脂肪肝改善メカニズムは肝での脂質合成抑制や酸化促進作用ではなく、筋や脂肪組織における脂質の消費-燃焼作用による可能性が高いことが示唆された。
歩行中の障害物回避動作における下オリーブ核‐登上線維系入力の機能的意義

本研究は、歩行中の障害物回避動作における下オリーブ核ー登上線維系破壊の影響を調査した。その結果1平面歩行において、破壊後はつま先の過度な拳上とストライドの短縮、遊脚相中の膝関節および足関節の過度な屈曲が観察された。また、破壊後の外側広筋では遊脚相後半の筋活動が観察されなくなり、大腿二頭筋では離地時の筋活動が観察されるようになった。破壊後の腓腹筋では、接地相中の筋活動休止時間および遊脚相後半の筋活動時間がそれぞれ延長した。2障害物回避において、破壊後は不安定なつま先軌道を示した。その場合、回避肢の外側広筋、大腿二頭筋、前脛骨筋、腓腹筋において、破壊前とは異なる筋活動が観察された。本研究課題では、環境や状況に適応的な動作の制御、特に身体末端部の制御において延髄下オリーブ核ー登上線維系入力がどのような役割を演じているかについて迫りたい。このような動作の制御を神経細胞レベルから理解するため、実験動物に歩行中の障害物回避動作を課した。本研究では下オリーブ核ー登上線維系入力の障害物回避動作における機能的意義について検討するため、下オリーブ核ー登上線維系を薬理学的に破壊し、破壊前後で比較する。障害物回避における身体末端部つま先の制御は、関節間の協調つまり各関節の動きを生成する様々な筋活動の最終表現型と考えられる。そこで平成24年度(9月3月)は、歩行中の障害物回避動作における肢の筋活動を調査し、以下の結果が得られた。1障害物回避歩行の基盤と考えられる通常平面歩行において、正常無処置(intact)動物の腓腹筋の活動は接地相中持続的に観察されるが、下オリーブ核ー登上線維系を破壊(post-lesion)すると接地相後半に活動が観察されなくなった。対照的に、遊脚相におけるintactの腓腹筋活動は接地直前に観察されるだけであるが、post-lesionの腓腹筋活動は遊脚相中盤以降から観察された。2Post-lesion動物は障害物回避時に不安定なつま先軌道を示すことが特徴であるが、その場合、回避肢の外側広筋、大腿二頭筋、前脛骨筋、腓腹筋においてintact動物が示す筋活動とは異なる活動が観察された。特に、前脛骨筋は特徴的な活動を示した。回避中intactの前脛骨筋は持続的な筋活動を示すが、post-lesionでは断続的な筋活動が観察された。我々が行うスポーツ動作は、全身をダイナミックかつ協調的に制御することが重要であり、このような動作の学習および制御には中枢神経系の中でも小脳が重要な役割を果たすと考えられている。運動の学習における神経基盤は小脳プルキンエ細胞における長期抑圧であり、この長期抑圧の発現には延髄下オリーブ核を起始とする登上線維系の入力が必要不可欠である。しかしながら、運動学習に重要な登上線維系入力が、運動制御においてどのような役割を有するかは不明である。運動制御における登上線維系入力の特性を理解することは、効率の良い運動学習を実現することにつながると推測される。本研究課題では、環境や状況に適応的な動作の制御において延髄下オリーブ核ー登上線維系入力がどのような役割を果たすかについて調査した。本研究では下オリーブ核ー登上線維系入力の障害物回避動作における役割について検討するため、下オリーブ核ー登上線維系を薬理学的に破壊し、破壊前後で比較した。平成25年度において、以下の結果が得られた。1Nissl染色の結果、下オリーブ核の破壊が確認された。小脳虫部に投射する尾側の内側副オリーブ核は、比較的影響が少なかった。2平面歩行において、下オリーブ核ー登上線維系を破壊すると、つま先の過度な拳上とストライドの短縮、遊脚相中の膝関節および足関節の過度な屈曲が観察された。また、破壊後の外側広筋では遊脚相後半の筋活動が観察されなくなり、大腿二頭筋では離地時の筋活動が観察された。当初の研究計画において、平成24年度は歩行中の障害物回避時の筋活動調査を終える予定であった。しかしながら、当初予定していた筋活動の調査方法(国際誌に発表済み)では、長時間にわたり信憑性のあるデータを取得することが困難であることが判明し、調査方法の再検討を余儀なくされた。そのため、約半年での研究計画に影響を及ぼした。

しかしながら、新規に開発した筋活動調査方法は、より実験動物にストレスのかからないものとなり、結果的に実験手法の質の向上につながった。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、昨年度開発した埋め込み式の筋活動調査法を用いて歩行中の障害物回避時の筋活動調査を終了させる。そこから得られた結果を基に、障害物回避時に観察されるつま先軌道障害の原因に迫るべく、小脳プルキンエ細胞の神経活動を調査する。当初の予定にはなかったが、最近、神経活動記録技術の参考にしていた大阪大学橘川先生から直接ご指導いただける予定となった。また、共同研究者の青木氏が提出した博士論文のデータより、小脳プルキンエ細胞記録は小脳中間部より記録する予定となった。青木氏の知見は、神経活動記録部位の選定に大きな影響を与えた。
包接相転移現象を利用したナノ複合材料の構築とそのリサイクル

揺らぎの大きな多自由度系における協同的秩序化現象の中にあって、エントロピー的強相関が決定的な役割を演じる2つの分子のペアとして、環状分子と線状高分子の組み合わせがある。我々はこれまで、α-CDまたはα-CDを1次元的に連結したシクロデキストリンチューブと線状高分子の包接・解離挙動を実験・理論両面から研究し、ナノスケールの超分子構造体たとえばトポロジカルゲルや分子被覆導線などを作成してきた。線状高分子はナノチューブに包接されると、コイル状から棒状にその形態を大きく変化させる。このとき形態エントロピーが大きく減少することから、この系は温度に対してナノスケールの構造が転移的に変化する強相関2分子系となる。本研究の目的は、環状または管状分子と線状高分子を単位とした2元分子材料を作成し、ナノレベルの構造・物性がマクロに影響を及ぼすような強相関ソフトマテリアルの実現することにある。我々は、疎に包接したポリロタキサン上の環状分子のみを架橋することにより、架橋点が自由に動く強相関ソフトマテリアル材料環動ゲルの作成に成功した。また、環動ゲルの力学的特性を詳細に調べたところ、環動ゲルの応力伸長曲線が、化学ゲル・物理ゲルと定性的に異なることを見出した。これは、環動ゲル内の架橋点が自由に動けるために、力学的には高分子は1本のままとして振る舞う結果と考えることができる。この協調効果は1本の高分子内にとどまらず、架橋点を介して繋がっている隣り合った高分子同士でも有効なため、ゲル全体の構造および応力の不均一を分散し、高分子の潜在的強度を最大限に発揮することが可能になっている。架橋点が滑車のように振る舞っていることから、この協調効果を「滑車効果」(Pulley effect)と名付けた。また、中性子小角散乱を測定し、伸長時に架橋されたゲルとしては始めてノーマルバタフライパターンを観察することに成功した。これは、環動ゲルの架橋点が自由に動くために、ゲル内部の不均一な構造・ひずみが緩和された結果である。以上のように、本研究では環状分子と高分子が強く相関した環動ゲルを開発し、その特性を明らかにすることに成功した。揺らぎの大きな多自由度系における協同的秩序化現象の中にあって、エントロピー的強相関が決定的な役割を演じる2つの分子のペアとして、ナノチューブと線状高分子の組み合わせがある。シクロデキストリンからつくるナノチューブは、内径が0.45nmとナノチューブの中でも最も細く、溶媒に可溶、長さが制御可能などの特性をもつ。このとき、形態エントロピーが大きく減少することから、この系は温度に対してナノスケールの構造が転移的に変化する強相関2分子系となる。本研究の目的は、ナノチューブと線状高分子を単位とした2元分子材料を作成しその物性を調べることにある。我々は最近、従来の化学ゲルや物理ゲルとはまったく異なる新しいゲル、トポロジカルゲルの作成に成功した。このゲルは、高分子がナノスケールでトポロジカルに拘束されており、従来のゲルにはない様々な興味深い物性を示す。

平成13年度は、トポロジカルゲルの力学物性を調べるために粘弾性測定装置を導入するとともに、中性子散乱、準弾性光散乱を用いてトポロジカルゲルの構造と物性を調べた。中性子散乱では、通常の化学ゲルが膨潤とともに不均一性が増大し散乱強度が増すのに対して、トポロジカルゲルは膨潤しても散乱強度がほとんど変化しないという結果が得られた。これは、トポロジカルゲルでは架橋点が自由に動くため、膨潤に伴う不均一性の増大が緩和されているものと解釈できる。すなわち、トポロジカルゲルの滑車効果に関する実験的検証の1つが得られた。また、準弾性光散乱では、ゲル化に伴って従来の化学ゲルでは見られないモードが観測された。これは、架橋点の動きを反映したモードであると考えている。また、トポロジカルゲルの1軸伸長ひずみ-応力特性を測定したところ、従来のゴムやゲルとは大きく異なる特性が得られた。シクロデキストリンと高分子を機能ユニットにもつポリロタキサンは包接による超分子構造を用いた強相関ソフトマテリアルの代表例である。我々は大分子量のポリロタキサンの合成に成功し、さらにこのポリロタキサンを用いて物理ゲルでも化学ゲルでもない新しい種類のゲル「トポロジカルゲル」を実現し、注目を集めている。トポロジカルゲルは線状高分子が「8の字架橋点」を貫いてネットワークを形成している。これまでに実験的にトポロジカルゲルが最大で20倍近いきわめて優れた伸張性を示し、水中では乾燥重量の6,000倍に膨潤するなど従来にない特性を確認している。本研究では準弾性光散乱法により8の字架橋点の熱揺らぎ運動の観察を試みた。従来、化学ゲルの準弾性散乱測定では一般にネットワーク上を疎密波が伝搬する協同拡散モードのみが観察される。しかしトポロジカルゲルでは2つの異なる緩和モードが観察される。我々はポリロタキサン溶液およびポリロタキサンの分解過程の分布関数と比較して、トポロジカルゲルの2つの緩和モードが速いほうから協同拡散モード、8の字架橋点のスライディングモードであることを明らかにした。トポロジカルゲルの滑車効果がゲルの微視的均一性に及ぼす寄与を検証するため、我々は中性子小角散乱法(SANS)によりトポロジカルゲルの測定を行った。その結果、通常の化学架橋ゲルとは正反対に架橋密度の増大に伴って散乱強度が減少することが見いだされた。また膨潤度を増大させると散乱強度が減少するという、化学ゲルとは逆の傾向が観測された。これは架橋点が自由に移動できる構造を持つために系内部の不均一性が緩和されたためであると考えられる。これらの実験結果はトポロジカルゲルが8の字架橋点の移動する自由度の大きなゲルであり、その滑車効果により自在に不均一性を解消していることを示す明確な証拠といえる。揺らぎの大きな多自由度系における協同的秩序化現象の中にあって、エントロピー的強相関が決定的な役割を演じる2つの分子のペアとして、環状分子と線状高分子の組み合わせがある。我々はこれまで、α-CDまたはα-CDを1次元的に連結したシクロデキストリンチューブと線状高分子の包接・解離挙動を実験・理論両面から研究し、ナノスケールの超分子構造体たとえばトポロジカルゲルや分子被覆導線などを作成してきた。線状高分子はナノチューブに包接されると、コイル状から棒状にその形態を大きく変化させる。このとき形態エントロピーが大きく減少することから、この系は温度に対してナノスケールの構造が転移的に変化する強相関
脳賦活領域マッピングおよび位相同期解析によるアクティブ型個人認証技術の確立

指紋や顔認証など現在使われている生体個人認証(バイオメトリックス)の問題点は,成りすましなど詐称が増えてきていることにある.脳波は,個々人によって異なり,生体認証として大きな可能性がある.そこで,運動想起の時に現れる脳波を用いて,ケプストラム法や離散ウェーブレット変換で特徴量を抽出し,個人の判別分析を行った.その結果,バイオメトリックスシステムの性能を評価する等価エラー率0.17を得た.そして,個人認証率は,0.7から0.8の値を得た.本研究の目的は,運動想起や視覚刺激などにより生じた脳波において,個々人の違いを明らかにし,脳波によるアクティブ型個人生体認証の実現可能性を探ることにある.運動想起による個人認証の検討では,ケプストラム法とウェーブレット法を用いて,脳波による個人認証が可能であることを明らかにした.次に主な研究成果を示す.【1】運動想起時の脳波を用いた個人認証についての実現可能性を調べた.脳波の周波数分析結果から,新たな特徴抽出法として音声認識に用いられるケプストラム法を応用して次元圧縮を行い,個人認証の識別率を求めた.その結果, 9人の被験者の判別結果より,バイオメトリックスシステムの性能を評価する等価エラー率0.17を得た【2】低周波数帯域では高い周波数分解能を,高周波数帯域では高い時間分解能を有する離散ウェーブレット解析を用いて,特徴抽出を用いて,個人認証を行った.時間分割なしの場合,0.74の平均個人識別率を得ることができた.しかし,従来型の生体認証技術より,認証率が低い.その原因を調査するなかで,運動想起や視覚刺激において,脳波を測定する電極位置において,大きな電位差として観測される賦活位置が,個々人によって違いがあることが分かった.そのため,特定の電極に絞って個人識別を行うと,大きく認証率が低下した被験者がいた.指紋や顔認証など現在使われている生体個人認証(バイオメトリックス)の問題点は,成りすましなど詐称が増えてきていることにある.脳波は,個々人によって異なり,生体認証として大きな可能性がある.そこで,運動想起の時に現れる脳波を用いて,ケプストラム法や離散ウェーブレット変換で特徴量を抽出し,個人の判別分析を行った.その結果,バイオメトリックスシステムの性能を評価する等価エラー率0.17を得た.そして,個人認証率は,0.7から0.8の値を得た.本研究では,視覚・運動刺激により観測される脳波において個々人の違いを周波数帯域などを用いて,脳波による個人生体認証の実現可能性を探ることにある.本年度の研究計画として,視覚刺激による脳波について,周波数帯域などをパラメータとして,安定的に検出できる環境を整備し,脳出力信号の特徴量より認証アルゴリズムを作成することとし,その結果,次の研究結果を得た.(1)動作想起を用いた脳波信号を用いて個人認証の検討...手,足,舌の運動を想起した時に出てくる脳波を用いた個人認証についての実現可能性を調べた.脳波と音声の解析におけるいくつかの類似性から,新たな特徴抽出法として音声認識に用いられるケプストラム法により,個人識別について検討を行った.その結果,脳波によって,9人の被験者の平均で高い判別率を得た.また,マハラノビス距離を閾値とした判別によって,バイオメトリックスシステムの性能を評価する等価エラー率0.17を求めた(2)視覚刺激による脳波抽出...LEDの周期的点滅による視覚刺激装置を製作し,これによって被験者の定常状態視覚誘発電圧(SSVEP)を測定した.その結果,O1とO2におけるSSVEPを調べると,O1の検出率が高い傾向があった.また,2つの周波数が違うLEDを用いてSSVEPの判別率は,60%程度であり,今後,判別率の向上が課題である(3)無線による脳波測定の検討...有線での脳波測定は,準備に時間と手間がかかるという問題点がある.そこで,脳波での個人認証の利便性を高めるため,無線による脳波測定の検討も行った.健康な男女の被験者6人の脳波測定を行い,周波数帯域による脳波分析,アーチファクトの影響,脳波の検出部分などの分析をおこなった結果,従来の有線での脳波測定結果と同等の結果を得た.アーチファクトを抑えれば,無線脳波測定機を用いた個人認証も可能であることを確認した研究の進捗は,進んでいる部分と遅れている部分があるが,全体的には当初の計画通りである.進んでいる部分として,運動想起に関する個人認証の研究の成果を報告できた点にある.しかし,運動想起は事前の訓練が必要になるため,誰でも使える認証方法としては,問題がある.このため,事前訓練を必要としない外部刺激を用いていた事象関連電位の同期現象,賦活領域マッピング,周波数帯域の違いによる個人認証として研究を進めたい.さらに,無線による脳波測定に早期に着手できた点があげられる.脳波による個人認証を実現するためには,無線化は避けられない問題だと認識していたので,有線での測定と同等の測定結果が得られたことより,今後の研究に活用したい.また,脳波による機器制御に関しても無線測定装置は有用であると考えられる.一方,遅れている部分としては,アーチファクト対策用の電磁シールドボックスが簡易なものしか実現できておらず,今年度中に完成させる予定である.昨年の研究成果を踏まえ,本年度は,外部刺激を用いていた事象関連電位の同期現象,賦活領域マッピング,周波数帯域の違いによる個人認証の研究を進展させるために,以下の項目に重点を置いて取り組む.

(1)脳の賦活領域を評価するために,脳波計測電極数を増加(6→14)させた実験に取り組む.現在は視覚刺激の信号として,後頭部(O1,O2)を中心として測定しているが,他の部分の情報と合わせて,個人の特徴抽出に取り組む.(2)左眼と右眼への異なる情報を提示できる装置の開発を行い,異なる視覚情報を与えて脳内で情報統合させ同期の顕在化を測定できる装置を作製する.そして,被験者に心理的圧迫を与えない範囲での位相同期,賦活位置明確化の条件探索を行い,両眼異情報の情報統合による個人認証の実験を行う.(3)認証の度に新たな刺激を脳に入力することにより,新規登録データを得ることができ,人工物などの詐称に対しても強い耐性を持つと考えられるアクティブ型個人認証プログラムを試作し,アクティブ型個人認証の可能性を明らかにする.本年度は,以下の項目で研究費を使用する計画を立てている.(1)脳波のエリア情報を詳細にするために,測定電極とプリアンプの追加(2)新たな実験として,左眼と右眼への異なる情報を提示できる装置として, 3次元表示出来る液晶ディスプレイと電子シャッター式のゴーグルを用いた実験装置の構築(3)測定時のアーチファクト対策として,電磁シールドボックスの製作(4)研究成果の発表として,国内学会発表1回,国際学会発表1回また論文1報の発表を予定
溶融塩中における酸素及びその化合物の物理化学的性質に関する研究

773KのLiCl-KCl-CsCl共融組成塩(57.5:13.3:29.2mol%、融点265°C)において、ボロンドープダイヤモンド電極およびグラッシーカーボン電極を用いた電気化学的手法によって、酸化リチウムの溶解度と酸化物イオンの拡散係数を測定した。その結果、酸化リチウムの溶解度は0.83mol%と決定できた。また、走査速度、ピーク電位との関係から、酸化物イオンの拡散係数は2.1×10^<-6>cm^2s^<-1>であると判明した。さらに、ボロンドープダイヤモンド電極上の起電力測定からO_2/O^<2->の標準式量酸化還元電位を導出した。代表的な高温溶融塩の一つであるLiCl・KCl共融組成塩と比較すると、酸化リチウムの溶解度は小さいが、酸化物イオンの拡散係数、O_2/O^<2->の標準式量酸化還元電位はほぼ同様の値が得られた。融点が低いため、比較的低温で使用できる可能性があり非常に有意義な知見が得られた。次に、溶融LiCl-KCl系においてボロンドープダイヤモンド電極を用いた起電力測定により得られたO_2/O^<2->の標準式量酸化還元電位を利用して、原子力分野で代表的な923KのLiCl単塩、723KのLiCl-KCl共融組成塩におけるアクチニド元素Th,U,Np,Pu,Amに関する電位-pO^<2->図を作成した。まず、基準枠としてLiに関する電位-pO^<2->図を作成した後、それぞれのアクチニド元素に関して、金属と酸化物、塩化物およびオキシクロライドについて安定性を評価した。これらの図から、例えば、923KのLiCl単塩で酸化ウランを金属ウランに還元するためには、pO^<2->を0.92より大きく11.13より小さく保たなければならないことがわかる。同様にして、他の4つのアクチニド元素(Th,Np,Pu,Am)について電位-pO^<2->図を作成し、2種の溶融塩における種々の化合物の化学的・電気化学的安定性について検討した。これら5つのアクチニド元素に関する電位-pO^<2->図が系統的にまとめられたことによって、あるpO^<2->と電位におけるアクチニド化合物の化学的、電気化学的反応を予測することが可能となった。これらの成果は学問的に非常に重要であるだけでなく、使用済み核燃料の再処理プロセスに関わるもので工業的にも極めて有意義なものである。
アメリカ市民ナショナリズムの変容―1970年代における社会再編の歴史学的分析

本研究は1970年代を中心に、現代アメリカの市民ナショナリズムが再編成されていくプロセスを検証するものである。研究3年目の本年度は、60年代末から70年代初頭の福祉国家の衰退過程にあらわれるリベラル・デモクラシーの退潮と人種マイノリティの貧困問題、そして軍事的市民権の変容に焦点を合わせて研究を進めた。またその際、これらの問題に関わる国際的な視点を維持するために、冷戦期から引き継がれてくるアメリカの対アジア・アフリカ諸国への海外援助政策との関係性についても検討を加えた。さらに、最新のアメリカでの研究を収集分析するなかで、これらの問題がこの時期に本格的に生成する監獄国家(carceral state)問題と密接に関連するという知見を得、この点についても今後の議論に組み入れるべく努力した。具体的には、これまでの研究成果の一部を2冊の共著、『人文学宣言』(山室信一編、2019年)、『われわれはどんな「世界」を生きているのかー来るべき人文学のために』(山室信一他編、2019年)において公刊した。特に後者の論文集では、「『偉大な社会』から破砕の時代へー1960年代アメリカ史試論」と題する論文を寄稿し、冷戦期の海外援助政策から60年代の貧困再発見、そして70年代のアメリカ社会の監獄国家化へと向かう流れを、国民統合とシティズンシップの問題に引き付けて論じることができた。特に注目したのは、M.ハリントンの『もうひとつのアメリカ』(1962年)に現れた新しい貧困観、人種観とケネディ政権の平和部隊事業、そしてジョンソン政権の「対貧困戦争」からニクソン政権の「対犯罪戦争」へと向かう治安政策との相互関係だった。60年代から70年代を架橋する時期を対象とした同論文は、これまでの本研究の中間報告的な性格を持つとともに、次年度、本格的に作成する予定の70年代研究の基礎となるものである。当初計画では、本年度は研究最終年度であったが、種々の理由から、予定していたアメリカでの現地調査を実施することができず、1年間の期間延長を行った。その意味での遅延は否定しがたいが、他方、本年度はすでに収集した文献史料の分析作業に集中することができ、研究の全体計画からすると十分な進捗が認められた。次年度に、延期された現地調査を実施し、研究の最終的な取りまとめを行うことで、計画を完遂できるものと見込まれる。最終年度となる2019年度は、当初計画の中でまだ十分に行えていない在米研究を実施するとともに、4年間にわたる本研究課題の分析を総括し最終的な論考にまとめる作業を行う。在米研究については、夏季におよそ2週間の予定で実施する予定である。具体的には、ワシントンDCの米国議会図書館等で全米黒人地位向上協会(NAACP)や全米女性機構(NOW)の反植民地主義、国際人権運動との関連を示す史料を調査し、また、ノースウェスタン大学、シカゴ公立図書館等で1970-80年代の女性市長、黒人市長に関する記録をさらに分析したい。年度後半には、こうした調査・研究にもとづき、4カ年にわたる70年代の市民ナショナリズム研究を総合し、より大きなアメリカ史の文脈に位置づける作業を行う計画である。本研究は1970年代を主たる対象として、現代アメリカの市民ナショナリズムの歴史的変容を検証するものである。その際、相互に重なり合う多様な市民(=国民)原理ーすなわち、1差別のない機会均等を意味するリベラルな市民権、2福祉国家特有の社会的な市民権、3国家への軍事奉仕と成員資格とを一体視する軍事的市民権、さらには、4国際的な反植民地主義等に立脚したコスモポリタンな市民権等が交錯し、また競合する場として当時の社会・思想状況を捉える視座をとる。研究初年度の平成28年度には、アメリカ・ナショナリズム関連の文献調査に基づく思想史的考察と、主に在米現地調査として行われた事例研究の両面から研究を進めた。前者の思想史的研究は本研究に理論的枠組みを与える基礎作業であるが、本年度は、1970年代における脱工業化と「アメリカ例外主義」見直しの諸議論を分析し、その研究成果は『アメリカ研究』第51巻掲載の論考の一部を構成した。事例研究としては、まずリベラルな市民権の展開に関して、1970年代にシカゴ初の女性市長となるJane Byrneの政治活動を検討した。具体的には、Byrneの政策助言者であったLuis Kutner等の個人文書をシカゴ歴史博物館で閲覧し、あわせてノースウエスタン大学でByrnes市政に関連する報告書類を一部閲覧した。次に、カリフォルニア大学ロサンゼルス校では、日系アメリカ人市民連盟(JACL)関連の資料を閲覧し、少数人種民族集団の市民(=国民)的統合のメカニズムが、特に軍事的な市民権との関係において、70年代にいかに変容したかを調査した。加えて、同時期の西海岸でHoward Jarvis等が進めた反納税、反福祉運動について、ロサンゼルス・タイムズ紙上の論説、報道を手掛かりに検討を進め、社会的な市民権に批判的な潮流を検証した。本年度の研究では、「アメリカ例外主義」の衰退と1970年代の政治・経済状況との相互関係に関する思想史的分析においては一定の成果を上げることができた。また、カリフォルニア州での反納税運動についても、ある程度情報を集めることができた。しかしながら、シカゴの女性市長Jane Byrneに関しては、政策助言者Harry Golden, Jr.とLuis Kutnerの個人文書は、個別具体的な記述が多く、必ずしもByrneの政治活動全般を雄弁に物語るものではなかった。

Byrne市政の全体像を把握するうえで、今後、Chicago Sun-Times紙やChicago Daily News紙等の地方紙を丹念に調査する手法を取り入れる必要が痛感された。また、本年度の研究ではByrneとシカゴ市の社会政策の転換の関係について、十分解明することができなかった。特に、以前からByrneがシカゴの公営住宅制度の改革に深くコミットしたことは知られているが、その実像に十分迫れたとはいいがたい。次年度以降、シカゴ市住宅局の報告書や内部資料、さらには同時代の政治学者らが集積した現状分析の記録を広く調査すべきだと考える。加えて、Byrne市政の歴史的意義を考えるうえで、同じく民主党の支援を受けて初の黒人市長となるハロルド・ワシントン次期市長への政権移行が重要であることが、調査過程で明らかとなったが、この点についてはいまだほとんど手付かずの状態にある。次年度以降、ワシントンの政治活動についても分析を進める必要があると考える。本研究は1970年代を中心に現代アメリカの市民ナショナリズムの歴史的変容を分析するものである。研究2年目の本年度は平成29年8月から平成30年2月の期間、アメリカ合衆国のノースウェスタン大学バフェット研究所に客員研究員として滞在し、アメリカでの第一次史料調査や現地研究者との交流等にもとづく情報収集を中心に事業を推進した。まず第一に、1970年代に顕著な女性や人種マイノリティの指導的地位への上昇と当時の市民社会の政治秩序との関係を問う観点から研究を進めた。具体的には、ノースウェスタン大学が所蔵するシカゴ市政関連の学術報告書、および、Chicago Tribune紙、Chicago Sun-Times紙のバックナンバーを綿密に調査し、70年代にあらわれる女性初のシカゴ市長ジェーン・バーンとこれに続く、初の黒人市長ハロルド・ワシントンの政治キャンペーンを分析した。また、両市長の政策に関しては、シカゴ市のハロルド・ワシントン公立図書館センターで、当時同市が刊行した報告書類を閲覧するとともに、同図書館収蔵のH.ワシントン個人文書を読み解き、その実態を検証した。第二に、1970年代にあらわれる軍事的市民権の変容に関連して、女性市民による軍事奉仕の拡大がもたらす影響を検討した。具体的にアメリカ政府はこの時期、1徴兵の一時停止と、2徴兵「登録」における女性除外の廃止を行っているが、主要な女性団体はこれにどう対応していたのか、ハーヴァード大学シュレジンジャー図書館所蔵の全米女性機構(NOW)文書を調査し考察を深めた。この作業を通して、この問題が軍隊内部での女性兵士に対する処遇の不平等と関わっていることが次第に明らかになってきた。これに加えてアメリカ在郷軍人会の機関誌の収集・分析も行った。70年代の軍事=社会の変化に対する退役軍人一般の意識を検証する目的から進めた検討であった。3年計画の本研究は、各年次に対応して3つの段階を経て完成することを目指している。すなわち、1960年代までの政治的遺産であるアメリカの福祉国家構想と1970年代に台頭する新自由主義の社会観の相克を考察する第1段階、同時期に明らかになった軍事奉仕のあり方の変化と市民ナショナリズムの展開を検討する第2段階、そして、こうした現代的なアメリカ市民ナショナリズムの国際的な側面を分析する第3段階である。
先制医療の実現にむけたエクソーム解析による遺伝性心筋症のリスク層別化の検討

遺伝性循環器疾患ではサルコア蛋白などの原因遺伝子変異だけでなく,病態修飾遺伝子多型がその病態に大きく影響していることを報告してきた.既存の原因遺伝子解析では遺伝子変異同定率は約60%であり,病因と予後を解析するうえで限界があった.本研究では,遺伝性循環器疾患に対して網羅的にターゲット・リシーケンスを行い,遺伝性循環器疾患をより正確な診断群として分類することを目的とした.対象は60例(96例を予定)の遺伝性循環器疾患を対象にした.イルミナ社製の次世代シーケンサーMiSeqとTruSight Cardioキットを用いて,17の遺伝性循環器疾患における174遺伝子に対してターゲット・リシーケンス(0.57 Mb)を行った.平均リード深度は230,カバレッジ(20x)が97%であった.平均297個/症例の遺伝子多型・変異(96%が既報)が確認できた.VariantStudioを使用して,アジア人1%未満のrare variantsを解析すると原因遺伝子候補が平均6個抽出できた.特に,心臓再同期療法や心臓移植登録を行った重症肥大型心筋症の4例では,MYBPC3遺伝子変異(各々Arg820Gln,Glu386Ter,Glu258Lys)だけでなく,まれなTTN遺伝子等の変異も重積していた(平均8個).拡張型心筋症と刺激伝導系障害を合併する家系で,新規のLMNA遺伝子変異(Gln258HisfsTer222)を確認した.この変異は1塩基欠失によりフレームシフトがおこり,本来のLMNA蛋白よりも短い蛋白が翻訳されることが推察された.RBM20遺伝子(Ser75Leu)の重積変異の影響や,男性では女性に比較して若年で発症し重症化する可能性が推察され,早期の心臓再同期療法等による治療介入で病状の進展を抑制できる可能性が示された.今後も,先制医療に向けた新たな治療標的を探求する予定である.遺伝性心筋症(肥大型心筋症(HCM),拡張型心筋症)ではサルコメア蛋白等の原因遺伝子変異,さらにはレニン・アンジオテンシン系等の病態修飾遺伝子多型が,その病態・予後に大きく影響していることを報告してきた.また,2014年度にはSCN10A遺伝子多型(rs6795970)がHCM患者における刺激伝導障害と関連することを報告した.しかし,既知の原因遺伝子変異が同定される確率は約60%であり,病因と予後を解析するうえで,既知または候補遺伝子解析のみでは限界があるため,次世代シーケンサーによるエクソーム解析により,未知の原因遺伝子の発見やそれに伴う新たな病因・病態の解明することが本研究の目的である.当研究ではエクソーム解析を含めた網羅的遺伝子解析法を用いて,遺伝性心筋症をより正確な診断群として分類する予定である.現在,遺伝性心筋症患者のDNAサンプルを収集中である.今年度以降に,illumina社製次世代シーケンサーMiSeqを用いて,ターゲットリシーケンシングを行う予定である.さらに,原因遺伝子変異が同定できなかった症例にエクソーム解析を施行する.循環動態的に対極に位置するこれらの心筋症において,既知または未知の原因遺伝子変異や各種遺伝子多型との関連を対比的に解析する.ヒトゲノムバリエーションデータベース(http://gwas.lifesciencedb.jp/index.Japanese.html)を利用し,他の疾患との遺伝子多型頻度の差異を評価する.相関が有意となった多型について,その保持数によるリスク層別化が可能かどうかを検討する.新規遺伝子変異の情報をもとに,先制医療にむけた新たな治療標的を探究する予定である.遺伝性循環器疾患ではサルコア蛋白などの原因遺伝子変異だけでなく,病態修飾遺伝子多型がその病態に大きく影響していることを報告してきた.既存の原因遺伝子解析では遺伝子変異同定率は約60%であり,病因と予後を解析するうえで限界があった.本研究では,遺伝性循環器疾患に対して網羅的にターゲット・リシーケンスを行い,遺伝性循環器疾患をより正確な診断群として分類することを目的とした.対象は60例(96例を予定)の遺伝性循環器疾患を対象にした.イルミナ社製の次世代シーケンサーMiSeqとTruSight Cardioキットを用いて,17の遺伝性循環器疾患における174遺伝子に対してターゲット・リシーケンス(0.57 Mb)を行った.平均リード深度は230,カバレッジ(20x)が97%であった.平均297個/症例の遺伝子多型・変異(96%が既報)が確認できた.VariantStudioを使用して,アジア人1%未満のrare variantsを解析すると原因遺伝子候補が平均6個抽出できた.特に,心臓再同期療法や心臓移植登録を行った重症肥大型心筋症の4例では,MYBPC3遺伝子変異(各々Arg820Gln,Glu386Ter,Glu258Lys)だけでなく,まれなTTN遺伝子等の変異も重積していた(平均8個).拡張型心筋症と刺激伝導系障害を合併する家系で,新規のLMNA遺伝子変異(Gln258HisfsTer222)を確認した.この変異は1塩基欠失によりフレームシフトがおこり,本来のLMNA蛋白よりも短い蛋白が翻訳されることが推察された.RBM20遺伝子(Ser75Leu)の重積変異の影響や,男性では女性に比較して若年で発症し重症化する可能性が推察され,早期の心臓再同期療法等による治療介入で病状の進展を抑制できる可能性が示された.

今後も,先制医療に向けた新たな治療標的を探求する予定である.遺伝性心筋症患者の収集をすすめ,順次,ターゲットリシーケンスを行い,原因遺伝子変異が同定できなかった症例においてはエクソーム解析を施行する予定である.本年度は実際に患者での遺伝子解析を予定しており,前年度予定分と合わせて使用させていただく予定である.
ゾルーゲル法による光・電子・磁気機能性複合フッ化物薄膜の作製と評価

新規光・電子機能性材料の開発を目的として、フッ素源としてトリフルオロ酢酸を用いたゾル-ゲル法によりフッ化物薄膜を作製し、以下のような知見を得た。1.シリカガラス基板上へのアルカリ土類フッ化物薄膜コーディングの条件最適化/MgF_2薄膜作製のための出発原料としてアルコキシド及び酢酸塩を用いたところ、両者ともに得られる薄膜の微細構造及び光透過率に顕著な違いは見られなかった。これに対し、熱処理温度は膜の微細構造に大きく影響することがわかり、300°Cから400°Cでは、表面は平滑であるが、500°Cでは、ポアやクラックが発生した。このような傾向はCaF_2、SrF_2、BaF_2薄膜にも同様に見られた。雰囲気の影響については、空気及び窒素について調べたが、光透過率及び平滑性に関しては空気中、膜の純度に関しては窒素中の方が優れていることがわかった。熱分析によって本法におけるフッ化物生成機構を検討したところ、溶液中でトリフルオロ酢酸とアルカリ土類金属イオンの間で配位結合が生じ、300°C付近でのトリフルオロ酢酸の分解によって安定な金属フッ化物が生成するという機構が示唆された。2.銀微粒子分散MgF_2薄膜の作製と評価/フッ化物をマトリックスとした銀微粒子分散薄膜を作製した。光吸収測定及びFESEM観察により、銀の粒子径及び分散状態はコーティング回数及び熱処理温度に依存することがわかった。低温で作製した膜中での銀粒径は数十nmであった。現在、光学測定の準備を進めている。3.希土類フッ化物薄膜の作製と評価/本手法を用いることにより、LaF_3、NdF_3、SmF_3、ErF_3薄膜が作製できることを新たに見いだした。希土類の場合も、膜の微細構造及び純度は熱処理温度に大きく依存し、300°Cから400°Cの低温領域で平滑な膜が得られた。今後、LaF_3薄膜に他の希土類イオンを添加し、光機能の評価を行う予定である。
情報量評価に基づく制御－通信融合系の性能限界の解析と設計法の構築

本研究では、動的システムの制御に必要な情報の最小量について調べた。フィードバック経路の信号ーノイズ比(SN比)を最悪振幅に基づいて評価し、すべての制御則に渡り最小化した。SN比の限界値を、制御対象の不安定極の積を用いて表わした。また、確率システムの対する結果を0次エントロピーと呼ばれる情報論的な量を用いることで導いた。さらに、自乗平均SN比の限界を一入出力システムに対して示した。本結果を多入出力システムのフィードバックを伴う伝送路を介した制御へと拡張し、最適な制御則を受信用および送信用オブザーバを用いて構成した。有界なノイズを受ける制御系について、推定と制御に必要なSN比(信号-ノイズ比)の限界値を解析的に明らかにした。離散時間の線形システムを対象として、振幅の上限が既知であるノイズによって乱される信号伝送路を介して推定および制御を行う状況を想定した。推定則と制御則については、いずれも伝送路の入口側と出口側の双方に配置することができ、時変性や非線形性、不連続性を許容するネットワーク化制御系の広い枠組みを採用した。SN比については、ノイズと伝送路を流れる信号の振幅の上限の比として評価した。その上で、推定においては制御対象の内部状態に対する推定値の誤差の大きさを、制御においては状態そのものの大きさを抑制するために必要なSN比の下限が、制御対象の不安定な極の積の絶対値をもちいて表わされることを明らかにした。不安定固有値の積は制御系の性能限界を表わす重要な指標として知られており、古典制御では感度抑制限界を表わすボードの積分公式が、近年では制御や推定に必要な離散通信路のビットレートおよびガウス通信路の分散で評価したSN比の限界式が示されている。したがって、本結果は不安定固有値の積に対して新たなシステム論的意味を与えている。特に、このような有界ノイズの下での推定と制御に関して、確率的な設定の下では0次エントロピーの最小減少量として定義した0次情報量の最小化の意味を持つという情報理論的な解釈を与えた。また、推定則と制御則を状態推定のためのオブザーバや状態フィードバック制御則の併用により構成するための方策を示している。さらに、本研究の成果を応用し有効性を実証するための装置として、小型無人航空機に対する無線通信を介したフィードバック制御系を構築した。制御対象の小型無人航空機は、姿勢角を搭載センサで計測し、ラダー、エレベータ、エルロンを操作することができる。有界振幅ノイズを受ける伝送路を介した推定と制御に必要な自乗SN比の理論限界値を明らかにするとともに、オブザーバーにもとづく制御系の構成方法を示した。前年度までの研究において、有界ノイズの下でのSN比の限界値が制御対象の不安定極の積の絶対値として表わされることを示している。この中で、SN比を最小化するための制御則は、伝送ビット率を最小にするとして知られているものをもちいることで構成できることが明らかとなった。しかしながら、この制御則では送信時におこなう符号化に時変で多次元の量子化をともなうため、伝送データを削減する反面、計算量を増大させるという問題がある。この問題を解決するため、安定性の条件とSN比の評価規範に対する新たな枠組みを与え、限界値の導出とより簡易な制御則の構成をおこなった。具体的には、安定化に対する条件を内部状態の平衡点まわりへの収束へと緩和し、SN比の評価規範をブロック化した系列に対する自乗値の時間平均により評価する枠組みを考案した。その上で、一入出力システムの安定化に必要なSN比の限界値が不安定極の絶対値の積の自乗になることを明らかにした。また、SN比を最小化するための制御則が、線形制御において一般的な状態フィードバック制御則とオブザーバを用いて構成できることを示した。さらに、本結果を多入出力システムのフィードバックをともなう伝送路を介した制御へと拡張し、SN比の限界値が上述の値で与えられることを示し、SN比を最小化するための制御則が受信用と送信用の二種類のオブザーバを併用することで構成されることを明らかにした。これらの結果から、一入出力システムでは、通信においてフィードバックがない状況下でも、制御のためのフィードバックを利用することで、フィードバックがある場合と変わらない限界を与えることが明らかとなった。分散値が既知の確率的ノイズを受ける伝送路を介した制御について考え、分散値に基づくSN比とレギュレーション性能の間の関係について調べた。前年度の研究では、有界振幅ノイズを受ける伝送路を介した制御について考え、制御系の安定化に必要な最大振幅値に基づくSN比を最小化する問題に取り組み、状態推定機構であるオブザーバを信号の送受信用に複数組み合わせることで最適な制御則を構築した。この制御則は、制御対象の安定化、すなわち制御対象の内部状態の平衡点近傍への収束を理論的に保証する。本結果に基づき、制御則をいくつかの数値例に適用して応答のシミュレーションを行ったところ、ノイズの振幅が各時刻で限界値をとる厳しい状況下においては、安定性の規範のみでは評価できない過渡的な制御性能が悪くなる例も見られた。したがって、内部状態の平衡点への収束速度が遅くなる状況も想定される。このことから、収束過程の過渡的なレギュレーション性能を評価して、良好な制御則を構築するとともに、SN比とのトレードオフの関係を調べることの重要性が明らかになった。こうした課題への取り組みとして、分散値が既知の確率的ノイズの下で制御性能について調べた。具体的には、伝送ゲインを時間に応じて指数的に変化させる制御則について、SN比と制御性能の間の関係を解析した。

さらに、性能向上を目的として、オブザーバを利用した信号伝送に基づく制御則について、SN比と制御性能の関係を行列差分方程式の解を用いて理論的に記述することで定量化を行った。また、数値的な検証においては、安定化との関係として、制御性能への要求レベルを下げていくと要求されるSN比の値がガウス性ノイズを介した安定化に必要なSN比の限界値として知られる制御対象の不安定極の絶対値の自乗値に近づいていく現象が観察された。制御則の有効性は、構築したUAV制御系でも実験的に検証していく予定である。本研究では、動的システムの制御に必要な情報の最小量について調べた。フィードバック経路の信号ーノイズ比(SN比)を最悪振幅に基づいて評価し、すべての制御則に渡り最小化した。SN比の限界値を、制御対象の不安定極の積を用いて表わした。また、確率システムの対する結果を0次エントロピーと呼ばれる情報論的な量を用いることで導いた。さらに、自乗平均SN比の限界を一入出力システムに対して示した。本結果を多入出力システムのフィードバックを伴う伝送路を介した制御へと拡張し、最適な制御則を受信用および送信用オブザーバを用いて構成した。有界なノイズの下で推定と制御に必要なSN比の限界解析において新た枠組みを与えるとともに理論的な限界値を求めることができた。また、SN比を最小化するための制御則を実用的な形で提示することができた。制御工学今後の研究では、伝送レート制約とノイズ環境下での小型無人航空機の制御実験をおこなう予定である。機体搭載カメラにをもちいた自動旋回制御および地上設置カメラをもちいた自動着陸制御を想定しており、制御対象である航空機のダイナミクスに関する先見情報を利用した効率的な画像情報の伝送による対象物の補足を試みる。また、理論面では、主成分分析の考え方にもとづいてノイズ耐性の高い状態成分を明らかし、これを制御にもちいることで伝送制約のもとで高性能を実現する制御則を考案したいと考えている。有界なノイズの下で推定と制御に必要なSN比の限界を明らかにすることができた。また、不安定極の積という制御システム論において重要な意味をもつ量について、新たなシステム論的および情報論的な意味を与えることができた。小型無人航空機への応用については、必要な実験環境を整えることができた。当該年度に行う実験のために購入する予定であった機器の一部が、既にある機器を使用することで実施可能であったため。また、実験に関する研究成果発表を次年度に行うことになったため。これまでに得られた成果を多次元の通信路を介した制御系へと拡張し、多様な通信形態に適用可能な理論へと拡張する。また、制御系が達成することのできる制御性能についても定量的に評価し解明してゆきたいと考えている。小型無人航空機をもちいた応用実験については、画像情報の効率的な取得と処理、ならびにノイズ下での無線通信にもとづく飛行制御に対して研究成果を適用し、直線および旋回飛行の試験を通してその有効性を検証する予定である。本年度行う実験に関する研究成果の発表のために使用する予定である。
実験動物モデルを用いた腎移植後急性拒絶反応のMRI拡散強調画像による評価

本研究は移植腎の急性拒絶反応を起こしたイヌモデルを作成し、拡散強調エコープラナー法によって移植腎の拡散調像と拡散係数を評価することにより、移植腎の経時的機能評価を行い、それらと他の腎機能検査、組織像との対比検討を行い、拡散係数が障害された腎機能をどのように反映しているかを検討する。本年度はまずファントーム実験によって、拡散強調エコープラナー法による拡散係数の測定能力の信頼性を検討した。用いたMRI撮像装置はSigna Holizen(GE-Yokogawa Medical,Tokyo)である。拡散強調エコープラナー法のパラメーターは、TRは2500ミリ秒、TEは70ミリ秒とした。水ファントームを固定し、前述の拡散強調エコープラナー法を用いて、拡散検出用傾斜磁場は3方向に印加し、異なる7つのb-factorで、同一断面を撮像した。拡散検出用傾斜磁場の強度を示すb-factorの値は、3から846sec/mm^2までの範囲(3,57,192,408,517,705,846)とした。得られた像から、ファントーム内にROIを設定して信号強度を測定し、信号強度の自然村対数を縦軸、b-factorを横軸に取り、直線回帰分析にて拡散係数を算出した。結果は複数の異なった箇所での測定にて、水ファントームの拡散係数は2.0X10^<-3>mm^2/secから2.5X10^<-3>mm^2/secの安定した値を示し、またこれらの値は文献的に報告されている値と一致し、本方法の信頼性が確認された。