hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筋萎縮性側索硬化症モデル動物に対するNitric oxide synthase抑制療法の検討

研究目的:筋萎縮性側索硬化症(ALS)の新たな治療薬を開発するために,そのモデル動物であるwobblerマウスに対するNOS inhibitor療法の効果を検討した.方法:Wobblerマウスの発病直後(生後34週後)からneuron-selective NOS inhibitorである7-NI(5mg/kgと50mg/kg),non-selective NOSinhibitorであるL-NAME(5mg/kgと50mg/kg)と対照液を4週間,腹腔内投与した.薬物投与開始時から毎週,マウスの前肢の筋力と筋拘縮を観察した.4週間の薬物投与終了後に上腕二頭筋を生検し,湿重量と筋線維平均直径を測定した.潅流固定後に脊髄C5-6を摘出し,cresyl-violet染色を行い,大型脊髄運動神経細胞の数を測定した.結果:7-NIは用量依存性に前肢の運動神経機能を有意に改善した.病理学的検討においても上腕二頭筋の萎縮,脊髄運動神経細胞の変性が有意に抑制できた.L-NAMEにおいては,50mg/kg投与群で運動機能と神経病理学的所見が軽度に改善した.考察と結語:neuron-selective NOS inhibitorである7-NIは,これまでに脳梗塞や各種神経毒による神経細胞の変性のモデル動物において有効性が報告されている.一方,ALSの運動細胞の変性においてもNOS活性の亢進が関与していることが知られている.よって,本実験によりALSモデル動物であるwobblerマウスにneuron-selective NOS inhibitorである7-NIが有効性が確認されたことは,今後のALS患者の治療開発の一助になると考えられた.本年度は,ALS患者に対する治療法を開発するために,2種類のNOS inhibitorの症候学的な治療効果をwobblerマウスを用いて検討した.対象・方法:Wobblerマウスの発病直後(生後3-4週齢)から,7-nitroindazole(7-NI)(5mg/kg,50mg/kg), N^c-nitro-L-arginine methly ester(L-NAME,5mg/kg,50mg/kg)と対照液を盲検法により連日,4週間(生後7-8週齢まで),腹腔内投与し,実験開始時より毎週,前肢の筋力と筋拘縮の程度を観察した.また,薬物投与終了後に,上腕二頭筋の湿重量を測定を測定した結果:nNOS inhibitorである7-NIは,wobblerマウスの前肢の筋力低下と筋拘縮の進行を有意に抑制した.また,上腕二頭筋の湿重量も対照群に比べて有意に増加した。これらの運動機能障害の改善は,用量依存的であった.非選択的NOS inhibitorであるL-NAMEにおいても有意な改善効果を認めたが,7-NIの治療効果には及ばなかった.来年度は,本年度に採取した上腕二頭筋の筋線維平均直径および脊髄C_<5-6>レベルの大型運動神経細胞と空胞変性を呈した運動神経細胞の数をそれぞれ測定する予定である.研究目的:筋萎縮性側索硬化症(ALS)の新たな治療薬を開発するために,そのモデル動物であるwobblerマウスに対するNOS inhibitor療法の効果を検討した.方法:Wobblerマウスの発病直後(生後34週後)からneuron-selective NOS inhibitorである7-NI(5mg/kgと50mg/kg),non-selective NOSinhibitorであるL-NAME(5mg/kgと50mg/kg)と対照液を4週間,腹腔内投与した.薬物投与開始時から毎週,マウスの前肢の筋力と筋拘縮を観察した.4週間の薬物投与終了後に上腕二頭筋を生検し,湿重量と筋線維平均直径を測定した.潅流固定後に脊髄C5-6を摘出し,cresyl-violet染色を行い,大型脊髄運動神経細胞の数を測定した.結果:7-NIは用量依存性に前肢の運動神経機能を有意に改善した.病理学的検討においても上腕二頭筋の萎縮,脊髄運動神経細胞の変性が有意に抑制できた.L-NAMEにおいては,50mg/kg投与群で運動機能と神経病理学的所見が軽度に改善した.考察と結語:neuron-selective NOS inhibitorである7-NIは,これまでに脳梗塞や各種神経毒による神経細胞の変性のモデル動物において有効性が報告されている.一方,ALSの運動細胞の変性においてもNOS活性の亢進が関与していることが知られている.よって,本実験によりALSモデル動物であるwobblerマウスにneuron-selective NOS inhibitorである7-NIが有効性が確認されたことは,今後のALS患者の治療開発の一助になると考えられた.
オートファジーにおける隔離膜の成長過程の構造的基盤の解析

Atg16Lコイルドコイル領域単体の構造解析の精密化を行い、逆平行コイルドコイルに重票な残基を割り出した。1.逆平行の二量体化がAtg5-Atg12/Atg16L複合体にどの様な影響を与えるのか、2.酵母Atg16複合体の構造との違いが哺乳類でどの様な役割を果たすのか、これらを解明する手がかりが出来た。Atg16LのRab33b結合領域に関しては、様々なコンストラクトやタグの付与での安定化を試みたが、Rab33bとの複合体の構造解析には成功しなかった。Arfaptin1/2 BARドメインとArl1の複合体の結晶構造解析Arfaptin-2とArl1との複合体の構造解析および、Arfaptin-2上でのArl1とRac1とも競合を解析し、この成果が論文に掲載された。また、Arfapin-2とアイソフォームであるArfaptin-1との違いを結晶構造と生化学的実験で示し、これに関しては現在、別の論文を投稿中である。SYLFドメインタンパク質SH3YL1の結晶構造解析前年度に続き、様々なコンストラクトで結晶化スクリーニングを行ったが、今までに結晶構造に耐えうる結晶は得られていない。特に、様々なタグでの発現・精製・結晶化を試みた。N末端の両親媒性のヘリックスとそれに続く構造不安定領域が発現および結晶化を阻害していることが分かりつつある。そこでこれらを除いた、N末端欠損型のタンパク質で結晶化スクリーニングを行った。Atg16に関しては複合体の構造を解くことが出来なかったが、逆平行構造であることを解明し、その原因となる残基の特定に成功した。また、Arfaptinに関しては、新しくArfaptin-1のアイソフォームを解き、その違いを示すことができた。これまでに得られていた複合体と思われる結晶では、その結晶化条件の精密化を経ても解析可能なデータを収集することは適わなかった。そこで、複合体の結晶を得る前段階として、結晶性の良い単体の探査を行った。結果的にAtg16L(80-200)の結晶構造をSe異常散乱法を用いて3.5Åの分解能で決定したところ、逆平行コイルドコイルである可能性が示唆された。これはX線小角散乱データからは得られなかった新しい知見であり、本研究の論点である巨大複合体に関係が深い重要な発見である可能性が高い。しかし、同サンプルは結晶性が悪く、より良い分解能での解析が困難であった。現在、より安定なコンストラクトから幾つかの結晶が得られており、結晶性の評価を行っている。Atg16Lの単体構造および複合体構造の解析に向けて、必要な成果が整いつつある。Atg16L-Rab33B複合体のX線小角散乱データを収集したところ、Rab33B濃度依存的に異常に大きな集合体の形成が観測された。これは、非特異的な相互作用もしくは複数の特異的な相互作用が同時に観測されている可能性があり、データから相互作用様式および複合体構造を解析することは不可能であった。また、Atg16L単体でのデータが測定の度に一部異なることが判明した。Atg16L単体の溶液構造のモデルが今までに得られていたが、この単体の構造は実は柔軟である可能性が新しく示された。現在、解釈可能なデータの収集を目指して、サンプルおよび実験条件のスクリーニングを行っている。前年度に得られた3.5Aのセレノメチオニン置換体Atg16L(80-200)の結晶構造を基に、Atg16L単体の結晶構造の解析を進めている。条件の最適化や精製手法の最適化によりこれまでに比べ、良質の結晶が得られる様になっており、より高い分解能での構造解析に取り組んでいる。Atg16L単体の構造に加えて、異なる長さのコンストラクトや複合体を精製してきており、現在はこれらの測定条件をつめているところである。Arfaptin1/2 BARドメインとArl1の複合体の結晶構造解析前年度にオートファジーにおける隔離膜形成プロセスを理解する上で重要となる膜変形に携わるタンパク質の性質を解明することを目的とした研究を始めている。そこで、ArfaptinとArl1との複合体の立体構造を決定しており、Arl1と別分子のRac1とも競合を解析していた。今年度は、この実験をブラッシュアップして、構造モデルとの比較も十分に行い、ArfaptinによるArl1系とRac1系のシグナルのクロストークの分子機構に関して論文を投稿中である。SYLFドメインタンパク質SH3YL1の結晶構造解析前年度始めたプロジェクトであり、様々なコンストラクトで結晶化スクリーニングを行ったが、今までに結晶構造に耐えうる結晶は得られていない。そこで現在は脂質ヘッドグループと共結晶化を行うことで、より安定な結晶を探索している。脂質の無い条件に比べて、高い核の形成が見られている。

Arfaptin1/2 BARドメインとArl1の複合体の結晶構造解析Arfaptin-2とArl1との複合体の構造解析および、Arfaptin-2上でのArl1とRac1とも競合を解析し、この成果が論文に掲載された。また、Arfapin-2とアイソフォームであるArfaptin-1との違いを結晶構造と生化学的実験で示し、これに関しては現在、別の論文を投稿中である。SYLFドメインタンパク質SH3YL1の結晶構造解析前年度に続き、様々なコンストラクトで結晶化スクリーニングを行ったが、今までに結晶構造に耐えうる結晶は得られていない。特に、様々なタグでの発現・精製・結晶化を試みた。N末端の両親媒性のヘリックスとそれに続く構造不安定領域が発現および結晶化を阻害していることが分かりつつある。そこでこれらを除いた、N末端欠損型のタンパク質で結晶化スクリーニングを行った。Atg16Lタンパクに関しては、予定に届いていない部分もある。しかし、設備と時間を有効に利用して、関連タンパク質の結晶構造を解明する成果を上げている。これらの経験から得た知識と技術を活かして、Atg16Lのプロジェクトも今まで以上に効率良く推進できている。Atg16に関しては複合体の構造を解くことが出来なかったが、逆平行構造であることを解明し、その原因となる残基の特定に成功した。また、Arfaptinに関しては、新しくArfaptin-1のアイソフォームを解き、その違いを示すことができた。Atg16L単体そのものの物性も良くない。また、Rab33Bの複合体も余り安定ではない。よって、これらの物性の改善が必要である。現在進行中の結晶化スクリーニングと平行して、タンパク質の溶解度だけでなく結晶性などの予測計算法の研究を始める。
19世紀の大衆詩における先住民インディアン-詩作の典拠資料から文化的影響まで-

大衆詩人たちは1820年代という早い段階からインディアンに思いを寄せる詩を書いていた。とくにHenry Wadsworth Longfellowのインディアン叙事詩The Song of Hiawathaは、インディアンを現代のアメリカに通ずる存在として歌っていた。さらに同作品は、風景画家Thomas Moranをして、17点に及ぶウォッシュを描かせていた。それはMoranが、同作品をアメリカの風景の叙事詩として捉えていることを示していた。研究課題の広いテーマの中で、本年度は、インディアンを描いた大衆詩が美術に与えた影響に焦点を合わせた。とくに、ヘンリー・ワズワース・ロングフェローのインディアン叙事詩『ハイアワサの歌』(1855)が画家トーマス・モーランに与えた影響について探った。というのは、モーランは、何度か同詩を素材にした油絵を描いていたからである。モーランは、イエローストーンなど、西部の地質的景観を題材にしたことで知られる、19世紀後半のアメリカを代表する風景画家である。そのモーランが、何度も『ハイアワサの歌』を描いたのである。しかも1875年から1878年にかけては、同詩にもとづく、少なくとも17枚のwash drawingsを残していた。これらは、エッチングの下絵を意図した作品だったため、これまで論じられることがほとんどなかった作品である。そこで本年度は、アメリカへ調査旅行に出かけ、モーランのそれらの貴重なwash drawingsを確認した。そして、それらの作品が原詩のどの部分を描いたものであるかを確定し、その他のモーラン作品と照らし合わせながら、それぞれの特徴をひとつひとつ明らかにした。その結果、モーランが描きたかったのは、原詩に歌われた活劇ではなかったことが分かった。インディアンの文化でもなかった。そうではなく、『ハイアワサの歌』の風景だった。超自然的存在がはびこり、冒険が繰り広げられる、その景観に惹かれていたのである。モーランは、インディアンそのものにアメリカの起源を感じたのではなく、インディアンが暮らした風景にそれを感じとったのだった。広い研究課題のなかから、本年度は特にふたつのテーマをめぐって研究を実施した。第一は、19世紀前半の詩人たちの詩作を確認することである。とくに、19世紀最初のベストセラー詩人というべき女性詩人Lydia Huntley Sigourneyと、しばしば「アメリカ詩の父」と称されるWilliam Cullen Bryantが、どのように先住インディアンを描いたかを検討した。たとえば、シガニーは1834年の"Indian Names"などによって、そしてブライアントは1832年の"The Disinterred Warrior'などによって、しばしばインディアンをうたっていた。それらは基本的に「消えゆく種族」としてインディアンに思いを馳せた作品だった。これは、たとえば西部を旅してインディアンを描いた画家George Catlinがその作品を「インディアン・ギャラリー」として巡回展示したのが1837年からであったことを考慮すれば注目に値する。詩人たちの典拠についてはさらに研究を重ねる必要がある。第二として、Henly Wadsworth Longfellowの物語詩The Song of Hiawatha(1855)などによって「よきインディアン」と化したインディアン像が、19世紀末から20世紀初頭にかけてアメリカに与えた影響を探った。とくに着目したのは、アメリカで活躍したカナダ出身の作家・画家Ernest Thompson Setonが1902年に設立した少年組織League of Woodcraft Indiansである。これはインディアンに倣って自然やアウトドア生活を学ぶ組織だった。ボーイスカウトを設立(1907)したイギリスのRobert Baden-Powellも、このシートンの運動を参考にしていた。18世紀の末に復活した「高貴なる蛮人」という理想像が、いわば「自然生活の達人」という形に変容したのである。本年度は、まず第一に、前年度の継続として、カナダ出身の作家Ernest Thompson Setonが、大衆詩に歌われたインディアンの影響をどのように受けていたかを探った。Setonがインディアンに興味を抱き、その生活に倣った少年組織を設立(1902)、さらには半自伝的『ふたりの小さな野蛮人』(1903)を書いたことはよく知られている。しかし、今やほとんど忘れられている連作記事「寓話と森の神話」(1903-1904)を分析すると、そのような興味の背景には、詩人Henry Wadsworth Longfellowのベストセラー詩『ヒアワサの歌』(1855)の感化があることが明らかになった。シートンはリアリスティックな作家・画家ではあったが、その根底には、Longfellowがうたった空想的なインディアン像があり、その想像上の世界を、現実の細かな観察によって巧みに補っていたのである。第二に、前年度からの課題として、19世紀の大衆詩人たちが利用した典拠資料を研究した。とくに、インディアン研究者Henry Rowe Schoolcraftの著作のうち、その集大成というべき大著『合衆国のインディアン部族に関する歴史的、統計的情報』(1851-57)を調査した。Longfellowが利用資料として言及しているこの稀覯書を検討してみると、これは政治的動機に基づく民族誌学的な研究であって、インディアンに伝わる説話など、ほんの付録的な一部を構成するに過ぎなかった。

しかし、その第二巻には、Schoolcraftの以前の著作『アルジック研究』(1839)では言及されなかったHiawathaという英雄の伝説が紹介されていた。すなわちLongfellowは大著の中にこの伝説を見いだし、それを中心に様々な説話を加えていったのである。複数の部族の伝説を混淆させながらも、強弱格のリズムで統一することによって、アメリカ人の「祖先」の物語として再生させたのである。
失語症者の日常コミュニケーション自立度評価法の開発

失語症者の日常コミュニケーション自立度評価法の開発を目的にした。予備調査として失語症者にインタビューを行った後に、計7場面24項目を本評価法として決定した。本評価を失語症者に実施した結果、所要時間は6090分で、項目別に難易度の違いも見られた。また既存の検査である標準失語症検査(SLTA)や日常コミュニケーション能力検査(CADL)、CADL家族質問紙との相関も高かった。しかし対象者別に検討すると、本評価法と既存の検査結果との間に乖離がみられる場合もあり、本評価法の有効性が確認された。脳血管障害に伴って生じる言語障害である失語症を評価する方法としては,既存の検査がいくつかある。しかし失語症者の日常コミュニケーションの様子を,観察手法によって,調べる検査は未だみられない。本研究では,失語症者の日常コミュニケーション自立度評価法を開発することを目的とした。まず研究1つめとして,失語症者の家族に質問紙調査を実施し,失語症者の家族が抱える介護負担感や肯定感を調べた。あわせて家族が捉える失語症の重症度と,専門家である言語聴覚士が捉える失語症重症度について調査し,比較した。その結果,両者の捉え方に差異があることが明らかになった。家族の捉え方には,失語症者が遭遇する,その時々のコミュニケーション場面による難易度の違いが反映されていることが伺われた。研究2つめとして,慢性期の1失語症者に集中訓練を実施した。その訓練前後に既存の失語症検査を行うことによって,集中訓練の効果を検討した。その結果,既存の検査でも改善がみられた側面・みられなかった側面があることが明らかになった。また訓練前後の会話を質的に分析することによって,その変化の有無を見出した。しかし日常コミュニケーション場面への効果を把握することができず,本研究が目指すような評価法の開発が必要であることを痛感した。さらに評価法試案作成のために,各失語症検査項目を整理するとともに,失語症者の日常コミュニケーション場面に関する調査を開始した。研究2年目も継続し進める予定である。しかし失語症者の日常コミュニケーションの様子を,観察によって直接に調べる検査は未だみられない。研究の1つ目として,失語症者4名を対象に,評価法開発に向けて,日常生活の中で頻度の多いコミュニケーション場面を抽出するために,半構造化面接によるインタビューを実施した。その結果,失語症者は自宅でテレビを見る,病院に行くなどのコミュニケーション場面が多く,また1人でできることでも,実際にはしていないことなどが見出された。研究の2つ目として,1つ目のインタビュー結果や既存の検査項目を参考に「日常コミュニケーション場面評価法(仮)」を作成した。その上で,失語症者11名を対象に,作成した評価法を用いて,本学内でのコミュニケーション評価を行った。さらに「日常コミュニケーション場面評価法(仮)」の適切性を調べるために,失語症者のコミュニケーション能力や言語機能を調べる既存の検査(CADLとSLTA)を行い,あわせて,家族に対してもCADL家族質問紙を実施した。その結果,作成した評価法について,項目間の難易度の違いがあること,他の検査との相関が比較的高いことなどが明らかになり,また対象者ごとの詳細な検討によって,コミュニケーション方略のそれぞれの違いを見出すことも可能であった。さらに研究の3つ目として,失語症者2名を対象として,日常生活中の「活動」や「参加」の実際について詳細に調べ,既存の検査との関連性などを明らかにした。しかし失語症者の日常コミュニケーションの様子を,観察手法によって調べる検査は未だみられない。本研究では,失語症者の日常コミュニケーション自立度評価法を開発することを目的にした。今年度は,1つには,重度失語症者と会話パートナーとの1対1の会話場面を設定し,両者のコミュニケーション方法を分析した。2つの会話場面を設定し,1つは重度失語症者が関心ある話題(趣味など)について会話を行う場面,もう1つは4コマ漫画の説明場面とした。その結果,両場面ともに,会話パートナーが,「確認」や「閉鎖的な質問」などの技法を用いて,重度失語症者が反応しやすいコミュニケーション方法を提示することによって,重度失語症者の表情や会話への意欲などが,よい方向に変化することが明らかになった。つまり,重度失語症者の日常コミュニケーション自立度は,周囲の人々のコミュニケーション方法に影響を受けることが明らかになった。

2つめとして,失語症者が自分自身の日常コミュニケーションをどう捉えているか,つまり当事者本人が考えるコミュニケーションの遂行度と満足度を調査した。計9名を対象に,本人へのインタビューと質問紙によって検討した。その結果,全対象者ともに,コミュニケーションの満足度は比較的高い傾向にあった。一方,遂行度に関しては,「話す」面への評定が,「聞く」など他の側面に比べて低く,失語症者は「話す」面への不自由を感じていることが明らかになった。また「できない」とあきらめている思いも見出され,今後,日常コミュニケーション場面への介入が重要であることが示唆された
被災地に居住する人々のSocial Networkが認知症の発症に与える影響

本研究は、東日本大震災後の人とのつながり(ソーシャルネットワーク)がその後の認知症発症と関連するかを検証するものである。先行研究を概観すると、孤独と認知症との関連に関する先行研究が年々増加していることがわかる。2018年度は先行研究の知見を整理しながら、本研究の欠缺点や研究課題の意義について再考した。また、現地関係者からも被災地の状況について情報を提供いただいた。岩手県の保健医療福祉関係者との情報交換を通じて、被災者が高齢化していくことに伴う健康問題や居住先の異動に関わる問題が顕在化してきていることが改めて確認された。今後、介護予防に向けた知見を得ることが急務と考えられる。データ分析については、1データ収集、2探索的な分析を行った。1のデータ収集は、2017年度から順次、手続きを進めているものである。2018年度には対象地域である岩手県大槌町を訪問し、介護情報を収集した。これまでのところ、震災で甚大な被害を受けた陸前高田市、大槌町の介護情報が入手出来ている。2011年の発災直後(半年1年)に収集された大規模データ(健康状態やソーシャルネットワークの多寡に関するデータを含むRIASコホートスタディ)と、現在収集している介護情報を連結させて分析する際、死亡者を除外することが求められる。母体となるRIASコホートスタディとの共同により、こうした情報を得たうえで分析する必要があるため、現在データの確定を待っている状況である。2の探索的な分析では、震災後にソーシャルネットワークが減少した住民であってもその後、つながりが回復する傾向が示された。縦断データを活かした分析は本研究の独自性として掘り下げるべきポイントであると考えられた。現在、研究に必要なデータの約3分の2を入手した。データを確定させるために必要な死亡者データは、行政、共同研究機関の協力が必要である。関係者間で状況を確認しながら進めているが、正確な情報収集のためには時間を要することがわかったため、慎重にデータ収集を行うこととした。分析に必要なデータセットを入手出来次第、最終的な分析に着手する。ただしデータ収集に著しい遅れが生じることが予想された場合には、代理指標を用いた分析に切り替える。分析後、論文化に取り組むと共に、研究協力者へのフィードバックに努める。本研究の目的は、1震災直後(平成22年度)にソーシャルネットワークが豊かであった人では認知症発症リスクが低いのか、2震災直後(平成22年度)に一時的にソーシャルネットワークが乏しくても、その後の1年間でソーシャルネットワークが増加した人では、認知症発症リスクが抑制されているのかを検証することにある。平成28年度は、国内外の先行研究のレビューを行った。近年のソーシャルネットワークの乏しさが将来的な認知症発症のリスクを予測することが報告され始めている。ソーシャルネットワークの測定方法については、研究によって様々であった。Lubbenのソーシャルネットワーク指標を用いている研究も散見された。東日本大震災直後から開始されたコホート研究でも、同様の指標を用いてソーシャルネットワークを測定しており、震災直後のソーシャルネットワークがその後の認知症発症に影響を与えているかを検討しやすいことを確認できた。研究を実施するためには、認知症の発症に関連するデータの収集が課題となる。今年度は、研究対象フィールドである岩手県に赴き、行政関係者、連携して研究を遂行する研究グループの関係者、地域にて支援を行っている関係者等と意見交換を行った。他方で、既に他地域にて介護予防に関する研究を経験している研究者から研究方法についての助言を得た。今後のデータ提供のあり方についての協議でも概ね、了解が得られた。データを取り込むための使用機器(PC)を整え、平成29年度の調査実施に備えた。今年度の課題となっていたデータの入手方法について、行政関係者、連携して研究を遂行する研究グループの関係者、地域にて支援を行っている関係者等と意見交換を行った。計画通り、データ提供のあり方について協議を行い、今後の研究実施に向けた準備を整えることができた。東日本大震災の被災地域では、災害以降、人と人とのつながりが乏しくなった可能性がある。先行研究では、ソーシャルネットワーク(以下、SN)が乏しい住民において、精神健康に問題を呈しやすいことが明らかになっており、今後さらに、震災の中長期的な影響を検証していく必要がある。そこで、本研究では1震災直後(H22)にSNが豊かであった人では認知症発症リスクが低いのか、2震災直後(H22)に一時的にSNが乏しくても、その後の1年間でSNが増加した人では、認知症発症リスクが抑制されているのかを検証する。調査対象地域は岩手県沿岸部に位置する4市町を予定しているが、そのうち最も対象者数の多い1市にて介護認定情報のデータを収集した。残りの3市町でも現在、データ提供に向けた調整が行われており、順次提供を受ける予定である。市町村が有する介護認定情報データでの検証は今後の課題であるが、自記式質問紙によって回答されたデータによれば、SNの多寡が認知機能と関連性を有することが確認できている。また、岩手県の保健医療福祉関係者、行政関係者との意見交換でも高齢者の孤立やコミュニティづくりが課題として挙げられることが確認できた。さらに、現地でのフィールドワークや県内の専門職からの聞き取りを通じて、仮設住宅からの移行とともに、人と人とのつながりが途切れるケースがあることも明らかとなった。これらの情報を基に、今後は収集できたデータを用いて、分析ならびに成果報告を進めていく予定である。

平成29年度は、認知症発症データを取得するため、介護保険認定情報を収集することを目指していた。データ収集に時間を要しており、各市町の担当者の交代や契約締結の関係で、対象地域4市町のうちデータを取得できたのは1市にとどまった。しかしながら、1協議を経て各市町で具体的な交渉が進んでいること、2入手可能な一部のデータから、傾向を確認できていることから、研究そのものは概ね順調に進展していると考える。本研究は、東日本大震災後の人とのつながり(ソーシャルネットワーク)がその後の認知症発症と関連するかを検証するものである。先行研究を概観すると、孤独と認知症との関連に関する先行研究が年々増加していることがわかる。2018年度は先行研究の知見を整理しながら、本研究の欠缺点や研究課題の意義について再考した。また、現地関係者からも被災地の状況について情報を提供いただいた。岩手県の保健医療福祉関係者との情報交換を通じて、被災者が高齢化していくことに伴う健康問題や居住先の異動に関わる問題が顕在化してきていることが改めて確認された。今後、介護予防に向けた知見を得ることが急務と考えられる。データ分析については、1データ収集、2探索的な分析を行った。1のデータ収集は、2017年度から順次、手続きを進めているものである。2018年度には対象地域である岩手県大槌町を訪問し、介護情報を収集した。これまでのところ、震災で甚大な被害を受けた陸前高田市、大槌町の介護情報が入手出来ている。2011年の発災直後(半年1年)に収集された大規模データ(健康状態やソーシャルネットワークの多寡に関するデータを含むRIASコホートスタディ)と、現在収集している介護情報を連結させて分析する際、死亡者を除外することが求められる。母体となるRIASコホートスタディとの共同により、こうした情報を得たうえで分析する必要があるため、現在データの確定を待っている状況である。2の探索的な分析では、震災後にソーシャルネットワークが減少した住民であってもその後、つながりが回復する傾向が示された。縦断データを活かした分析は本研究の独自性として掘り下げるべきポイントであると考えられた。現在、研究に必要なデータの約3分の2を入手した。データを確定させるために必要な死亡者データは、行政、共同研究機関の協力が必要である。関係者間で状況を確認しながら進めているが、正確な情報収集のためには時間を要することがわかったため、慎重にデータ収集を行うこととした。平成29年度は、被災地にて介護データ(認知症の発症に関連する情報)を収集する。データを各市町村から得る必要があるため、各市町村との契約や覚書を交わしていくこととなる。さらに、収集した介護データを、研究上のデータセットとリンケージしていく方法について、有識者の助言を得ながら進めていく。現在、交渉中の3市町から介護保険認定情報を収集する。得られた介護保険認定情報をコホートデータとリンケージし、解析を進める。
生籾の減圧乾燥における胴割れ発生

生籾の減圧乾燥における乾燥速度と胴割れ発生率との関係を明らかにするため、透明な真空容器内に生籾を脱ぷした玄米を入れ、それをガラス窓付き恒温・恒湿器内に収め、外部から玄米粒表面の状態変化を観察できるようにした。実験は圧力と温度と相対湿度の三つのパラメータを適宜組み合わせて行った。この結果を籾に関連づけるため、生籾を供試した実験も部分的に併行させた。1.設定絶対圧力5,40,75,101kPa(常圧)(ゲージ圧:-96,-61,-26,0kPa)のうち、5kPaで乾燥速度は著しく高まった。2.真空容器を加熱して内部温度を25,35,45°Cに高めると、35°Cまでは効果は低いが、45°Cでは著しく高まった。減圧には加温併用が必要である。3.真空容器内の相対湿度はエア.リーク時(真空ポンプoff)に低湿の周囲空気が侵入して降下し、周囲湿度が低いほど乾燥速度を多少ではあるが高めた。減圧度が大きいほど効果があった。4.全胴割れ率は乾燥速度が高まると上昇した。玄米では特有の表面割れが多く現われたが、内部胴割れ率は軽で低かった。籾では逆に表面割れが少なく、内部胴割れ率が高くなった。5.玄米は表皮が薄い膜であるから機械的な摩擦や空気圧変化で損傷し易く、また遠心式籾摺機で脱ぷすると肉眼で観察できない微細な傷が薄い皮膜につき、それを減圧乾燥すると発達して肉眼で見えるようになった。減圧解除時の時間は表面割れに関連しなかった。玄米の減圧乾燥は表面割れを防げないから無理であり、籾の状態では可能である。6.乾燥速度と胴割れに関する品種間差異は、常圧下の熱風乾燥と同様に認められた。玄米で長粒種は中粒種に比べ内部胴割れは少ないが、表面割れは多かった。結局、この生籾の減圧乾燥では、圧力を5kPa程度まで下げ、温度を3540°C、真空容器周辺の相対湿度を低い状熊にすると、乾燥速度及び多少の表面割れを含めた全胴割れ率は常圧下の熱風乾燥なみとなる。本研究の目的は,適切な「生籾減圧乾燥法」を見出すことにある。理論的には,米粒周囲の空気を減圧することによって,含まれる水蒸気の分圧も降下するので,米粒水分に平衡する水蒸気圧力とのポテンシャルが大きくなり,乾燥速度が高まる。その反面,乾燥を終えて減圧から大気圧へ戻すさいに胴割れが発生すると考えられる。これを実際に検証するため,初年度の本実験では真空槽内の圧力として,大気圧の101kPaを基準(Control)に5,40,75kPa,温度を25,35,45°C,相対湿度を30,45,60,75%に各三つのパラメータを組み合わせた48種の乾燥条件を設定した。米粒は胴割れを正確に検出するため,ハロゲン光で粒内部をよく透視しうる玄米とした。初期水分は23.8%で,乾燥終期の水分を全実験区とも15%付近に合わせるようにした。その結果,乾燥速度は5kPaで0.1110.39%/h,40kPaで0.071.85%/h,75kPaで0.061.84%/h,101kPaで0.041.76/%hとなった。大気圧の101kPaから75と40kPaまでは大きな差でないが,5kPaになると急激に早まって,2.25.9倍の速度となった。反面,表面胴割れは101kPaの18.038.3%に対し,75kPaで約1.2倍の23.344.0%、40kPaで約1.5倍の26.758.0%,5kPaで約3倍の60.387.3%となった。減圧を強めると明らかに表面胴割れが増加した。内部胴割れは101kPaの01.3%に対し,75kPaで0.31.3%,40kPaで0.72.7%,5kPaで3.07.0%となり,同様に減圧を強めるほど増加したが,高い発生率ではなかった。次年度の検討課題として,特徴的な表面胴割れを抑制する方策を見出すことである。それには乾燥初期に減圧を強めて乾燥速度を速め,終期に至る前に徐々に大気圧へ戻して行く方法が考えられる。これは胴割れのことばかりでなく,エネルギ消費の節減にもなる。

2.真空容器を加熱して内部温度を25,35,45°Cに高めると、35°Cまでは効果は低いが、45°Cでは著しく高まった。減圧には加温併用が必要である。3.真空容器内の相対湿度はエア.リーク時(真空ポンプoff)に低湿の周囲空気が侵入して降下し、周囲湿度が低いほど乾燥速度を多少ではあるが高めた。減圧度が大きいほど効果があった。4.全胴割れ率は乾燥速度が高まると上昇した。玄米では特有の表面割れが多く現われたが、内部胴割れ率は軽で低かった。籾では逆に表面割れが少なく、内部胴割れ率が高くなった。5.玄米は表皮が薄い膜であるから機械的な摩擦や空気圧変化で損傷し易く、また遠心式籾摺機で脱ぷすると肉眼で観察できない微細な傷が薄い皮膜につき、それを減圧乾燥すると発達して肉眼で見えるようになった。減圧解除時の時間は表面割れに関連しなかった。玄米の減圧乾燥は表面割れを防げないから無理であり、籾の状態では可能である。6.乾燥速度と胴割れに関する品種間差異は、常圧下の熱風乾燥と同様に認められた。玄米で長粒種は中粒種に比べ内部胴割れは少ないが、表面割れは多かった。結局、この生籾の減圧乾燥では、圧力を5kPa程度まで下げ、温度を3540°C、真空容器周辺の相対湿度を低い状熊にすると、乾燥速度及び多少の表面割れを含めた全胴割れ率は常圧下の熱風乾燥なみとなる。初年目の平成10年度に中粒種で行った減圧乾燥実験で、表面胴割れの多発が特徴的な現象であった。その抑制策を見い出すため、二年目の平成11年度に検討する計画であった。しかし、その予備実験の段階で長粒種を供試したところ、表面胴割れがさらに多く発生することが分かり、確認の実験を先行することにした。よって、表面胴割れの抑制策の模索は、最終年の平成12年度へずらし、それまでに考えられる抑制方法の可能性を探る。本年度に供試した品種は長粒種のIR-64で、9月13日にフィリピンで収穫した生籾(水分26.6%)である。1.減圧乾燥に関与する三つのパラメータ(温度、相対湿度、減圧度)のうち、温度は減圧度5kPaで35°Cと45°C間において、乾燥速度を急激に上昇させた。その際に胴割れ率も高まったが、温度間の差は小さかった。2.減圧容器内における乾燥初期の相対湿度は乾燥速度と胴割れ率へ大きく影響せず、減圧度や温度に比べさほど重要でないパラメータであることを確認した。3.絶対圧で表した減圧度は低いほど乾燥速度が早く、全胴割れ率も高くなった。本実験で最も低い5kPaに至ると、その影響は顕著となった。前年度に供試した中粒種と比較して、表面胴割れがより多く発生した。4.2%/h以下の乾燥速度下で胴割れを抑制するには減圧度をあまり下げず、温度を35°Cに設定すべきと考える。それ以上の速度を望むならば、5kPaで3545°Cを必要とする。ただし、全胴割れ率は7090%にも及ぶ。5.1粒の内部に生ずる胴割れ(Internal fissure)は減圧度に若干影響されるのみで、きわめて少なかった。表面胴割れ(Surface crack)は温度と減圧度の影響を強く受けるので、抑制策のノウハウを見い出すことが第一である。平成12年度には、設定した減圧度を乾燥終期に徐徐に下げて行く操作法を検討する予定である。1.真空容器内の温度と相対湿度の確認実験初めに、小形の温・湿度記録計のみを挿入した真空容器を恒温恒湿器内に収め、その温度を25、35、45°Cと湿度を60%の一定にして、圧力5、40、75、95kPaの下で容器内の温・湿度経過を記録した。その温度は周囲の設定温度にすぐ接近し、その後ほぼ一定に経過したが、湿度はほぼ安定するまでに8h程度を要した。真空ポンプのon-offによる湿度変動は5kPaで見られたが、4095kPaでは明確でなかった。次に、高水分籾を挿入した圧力5kPa下で、25°Cでは湿度78%付近に平衡して24hを経過しても水分が21%水準にとどまった。35°Cでは18hで水分15%へ、また45°Cでは湿度55%以下で経過して5hで水分15%へ達した。
シナプス後肥厚のカルモデュリン依存性プロテインキナーゼによるシナプス伝達の調節

PSDはシナプス伝達の中心となる部位であり、伝達物質受容体刺激以降の細胞内の情報伝達に関与する多くの分子が存在している。本研究では、PSDの主要構成タンパク質であるCa^<2+>/カルモデュリン依存性プロテインキナーゼII(キナーゼII)の活性調節とキナーゼIIによってリン酸化され機能調節されるタンパク質を中心に解析し、受容体刺激以降の細胞内情報伝達の仕組と調節の分子メカニズムを解明し、脳の高次機能の基礎過程を分子レベルで理解することを目的とする。これまでの研究で、PSDキナーゼIIの活性化について、不活性なPSDキナーゼIIが、自己リン酸化された場合にのみ、Ca^<2+>プロテアーゼであるカルパインによって5-10倍活性化されることが明らかになった。さらに、細胞質のキナーゼIIがリン酸化に依存してPSDに可逆的にトランスロケーションすることが明らかとなった。すなわち、細胞質キナーゼIIをCa^<2+>/カルモデュリン存在下に自己リン酸化しPSDと反応させたのち、遠心分離を行うと、細胞質キナーゼIIがPSDとともに沈殿し、PSD-キナーゼII複合体を形成することが明らかとなった。PSD-キナーゼII複合体はCa^<2+>非依存性活性をもち、Ca^<2+>が存在しない状態でPSDの多くのタンパク質をリン酸化することがわかった。また、プロテインフォスファターゼにより複合体のキナーゼIIが脱リン酸化されると、キナーゼIIは再び細胞質に戻ることが明らかとなった。このことは神経刺激により細胞内のCa^<2+>が上昇すると、細胞質のキナーゼIIがCa^<2+>非依存性活性を獲得すると同時にPSDに移行し、PSDの機能タンパク質をリン酸化することにより、Ca^<2+>シグナルの持続時間及び神経伝達効率が調節されることを示している。今後、PSDキナーゼIIの基質の同定とそれらのcDNAクローニングを行い、シナプス形成や可塑性に関与するタンパク質のリン酸化による機能変化を解析し、長期増強などの分子メカニズムを明らかにする。
空間多重光増幅技術を用いた広域・高速制御型光ネットワークの研究

高速利得一定制御機能を有する空間多重(SDM)広域光ネットワークの実現を目指し、マルチコアエルビウム添加ファイバ増幅器(EDFA)の高速利得一定制御(AGC)技術、及び分布増幅型光ファイバ増幅技術の理論・実験検討を行った。この研究課題に関してH28年7月開催の国際会議(IEEE SUM2016)にて招待講演を行い、研究課題に関する従来技術の特徴と課題の明確化、及び、その発表時点までの我々の研究の概観及び達成状況について報告した。また、H30年4月開催の電子情報通信学会PN(フォトニックネットワーク)研究会にて招待講演を行い、上記の研究課題に関して、国内外の研究状況の概観、および、その発表時点までの我々の研究の概観及び達成状況について報告した。本研究期間の高速AGC技術に関しては、半導体光増幅器(SOA)を、リングファイバ回路内の利得媒質として用いた全光型フィードフォワード利得一定制御の検討を行った。SOAの高速時間応答特性を踏まえて、まず、静特性の実験検討から行い、H28年度において、利得偏差がAGC無しの場合の8.1dBから0.1dB以下へ低減できることを示した。その後、H2930年度において、動特性の実験検討を行い、利得偏差がAGC無しの場合の6.9dBから0.12dB以下へ低減できることを示した。また、分布ラマン増幅システムに関しては、自然放出光受光型ラマン利得測定の検討を行った。自然放出光(SE)受光に基づく高感度なラマン利得測定方式(「SE法」と呼ぶ)を新規提案し、その方式に関する基本特性の理論及び実験評価を行った。本提案法により、約3.4mW以下の励起光パワーで、約5%以内の精度を有するラマン利得測定が可能あることを実験確認した。したがって、本提案法により、アイセーフなレーザ光源が励起光源として使用可能であり、フィールド現場での実験評価が可能である。高速利得一定制御機能を有する空間多重(SDM)広域光ネットワークの実現を目指し、SDM光増幅器の高速AGC技術、及び分布増幅型光増幅技術の理論・実験検討を行った。具体的には、高速応答特性を有する半導体光増幅器(SOA)を用いたマルチコアエルビウム添加ファイバ増幅器(MC-EDFA)の高速利得一定制御(AGC)の検討である。将来の長距離大容量光伝送システムの実現のため、MC-EDFAが活発に研究されている。我々はこれまでに、高効率、低消費電力が期待さる励起光源共有型MC-EDFAのための全光型フィードフォワード利得一定制御(FF-AGC)方式について報告してきた。FF-AGC回路は、EDFAを有するファイバリングレーザ(FRL)により構成され、利得偏差はFRL内の緩和振動の影響を受ける。これまでに、振動周波数が高いほど利得偏差が小さいことがわかっている。本検討では、FRLの利得媒質に緩和時間の短いSOAを用いることにより、利得偏差の低減を図った。SOAを用いた全光型FF-AGC方式を提案し、実験検討により、その方式の静特性の明確化に成功した。そのFF-AGCにより、利得偏差が8.1dBから0.1dB以下へ低減できることを示した。また、FRL内にEDFAを設置した上記のFF-AGC方式に関し、その特長と高速AGC特性の報告を行った。さらに、高い光信号対雑音比が、高い励起効率で達成可能な遠隔励起型MC-EDFAの特長と高光信号対雑音比特性の報告を行った。当初の計画に挙げたところのSDM光増幅器の高速AGC技術、及び分布増幅型光増幅技術の理論・実験検討が順調に進んでいる。すなわち、高速応答特性を有する半導体光増幅器(SOA)を用いたマルチコアエルビウム添加ファイバ増幅器(MC-EDFA)の高速利得一定制御(AGC)を世界で初めて提案し、その静特性の明確化に成功している。得られた実験結果は、残留利得偏差を、8.1dBから0.1dB以下へ顕著に低減できるというものである。低減率は8倍以上であり、大変有意義な検討結果であると考えられる。また、また、FRL内にEDFAを設置した上記のFF-AGC方式に関しても、理論及び実験検討が順調に進んでいる。さらに、高い励起効率で、高い光信号対雑音比が達成可能な遠隔励起型MC-EDFAに関しても、理論及び実験検討が順調に進んでいる。高速利得一定制御機能を有する空間多重(SDM)広域光ネットワークの実現を目指し、マルチコアEDFAの高速AGC技術、及び分布増幅型光ファイバ増幅技術の理論・実験検討を行った。具体的には、以下の通りである。半導体光増幅器を用いた全光型フィードフォワード利得一定制御の検討を行った。将来の大容量光伝送システムの実現のため、マルチコアエルビウム添加ファイバ増幅器(MC-EDFA)は重要な要素技術である。また、MC-EDFAを用いた光増幅伝送において、利得一定制御技術(AGC)も必須である。我々はこれまでに、AGC回路に半導体光増幅器(SOA)を用いるFF-AGC方式を提案した。緩和時間の短いSOAを用いることにより、利得制御特性の向上および集積化による小型化が期待される。本検討では、SOAを用いたFF-AGC方式の利得制御特性に関する実験検討を行った。その結果、利得偏差は、AGCなしの場合の6.9dBから、本提案AGCを用いることにより、0.12dBに低減できることを実験により初めて明らかにした。

また、分布ラマン増幅システムにおける自然放出光受光型ラマン利得測定の検討を行った。近年、マルチコアファイバ伝送へのDRA適用を目指した検討が報告されている。マルチコアファイバのDRA伝送システムでは、シングルコアの場合と同様に、敷設状態の伝送ファイバの高感度なラマン利得測定が重要である。本検討では,自然放出光(SE)受光に基づく高感度なラマン利得測定方式(「SE法」と呼ぶ)を新規提案し、その方式に関する基本特性の実験評価を行った。本提案法により、約3.4mW以下の励起光パワーで、約5%以内の精度を有するラマン利得測定が可能あることを確認した。したがって、本提案法では、数mW程度の出力を有するアイセーフなレーザ光源が、励起光源として使用可能であると考えられる。当初の計画に挙げたところのマルチコアEDFAの高速AGC技術、及び分布増幅型光ファイバ増幅技術の理論・実験検討が順調に進んでいる。すなわち、半導体光増幅器を用いた全光型フィードフォワード利得一定制御に成功している。具体的には、SOAを用いたFF-AGC方式の利得制御特性に関する実験検討を行った。その結果、利得偏差は、AGCなしの場合の6.9dBから、本提案AGCを用いることにより、0.12dBに低減できることを実験検証した。また、分布ラマン増幅システムにおける自然放出光受光型ラマン利得測定に成功した。自然放出光(SE)受光に基づく高感度なラマン利得測定方式(「SE法」と呼ぶ)を新規提案し、その方式に関する基本特性の実験評価を行った。高速利得一定制御機能を有する空間多重(SDM)広域光ネットワークの実現を目指し、マルチコアエルビウム添加ファイバ増幅器(EDFA)の高速利得一定制御(AGC)技術、及び分布増幅型光ファイバ増幅技術の理論・実験検討を行った。この研究課題に関してH28年7月開催の国際会議(IEEE SUM2016)にて招待講演を行い、研究課題に関する従来技術の特徴と課題の明確化、及び、その発表時点までの我々の研究の概観及び達成状況について報告した。また、H30年4月開催の電子情報通信学会PN(フォトニックネットワーク)研究会にて招待講演を行い、上記の研究課題に関して、国内外の研究状況の概観、および、その発表時点までの我々の研究の概観及び達成状況について報告した。本研究期間の高速AGC技術に関しては、半導体光増幅器(SOA)を、リングファイバ回路内の利得媒質として用いた全光型フィードフォワード利得一定制御の検討を行った。SOAの高速時間応答特性を踏まえて、まず、静特性の実験検討から行い、H28年度において、利得偏差がAGC無しの場合の8.1dBから0.1dB以下へ低減できることを示した。その後、H2930年度において、動特性の実験検討を行い、利得偏差がAGC無しの場合の6.9dBから0.12dB以下へ低減できることを示した。また、分布ラマン増幅システムに関しては、自然放出光受光型ラマン利得測定の検討を行った。自然放出光(SE)受光に基づく高感度なラマン利得測定方式(「SE法」と呼ぶ)を新規提案し、その方式に関する基本特性の理論及び実験評価を行った。
実伝搬路において高速無線伝送を実現するMIMOシステムに関する研究

送受信機の双方に複数のアンテナ素子を搭載したMIMOシステムは,無線通信の大容量化を実現する技術として盛んに研究が行われている.送信側で伝送路情報が得られるとき,高速無線伝送を可能にする固有ビーム空間分割多重(Eigenbeam-Space Division Multiplexing: E-SDM)方式を適用することが可能となる.ブロードバンド伝送とE-SDMを組み合わせることにより,Gbpsオーダーの超高速無線伝送の実現が期待できる.しかし,ブロードバンドに起因する周波数選択性フェージング環境では,帯域全体に渡るウェイトの算出は非常に多くの演算を要し,更に通常の特異値分解により求めたウェイトでは伝送路のエネルギーが時空間に分散してしまう.そこで,当研究グループは演算量の軽減と同時に伝送路の時空間スペクトルの集中化を実現する疑似固有ベクトルを提案した.また,これを用いた疑似固有ビーム空間分割多重(Pseudo E-SDM: PE-SDM)の伝送特性を評価し,極めて低演算量でありながら通常のE-SDMよりも良好な通信特性を得ることを確認した.また,MIMOをマルチユーザ環境へ応用させたマルチユーザMIMOシステムが近年大きな注目を浴びている.マルチユーザMIMO下り回線で問題となるユーザ間干渉に対して,基地局でヌル空間を形成し干渉を抑圧するブロック対角化法が提案されているが,演算負荷が大きく,更に完全なヌル形成により伝送エネルギーが損なわれてしまう.そこで,伝送エネルギーをユーザに集中させつつ,ユーザ間干渉を低減する不完全ブロック対角化法を提案し,その優れた特性を確認した.近年,送受信機の双方に複数のアンテナ素子を搭載したMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)システムは,無線通信の大容量化を実現する技術として盛んに研究が行われている.送信側でチャネル情報が未知であるとき,より高速な通信速度を実現する伝送方式として空間分割多重(Space Division Multiplexing : SDM)方式が挙げられる.同方式は,各送信アンテナから独立な信号ストリームを送信し空間的に信号を多重化することで,送信アンテナ数に比例して伝送レートを上昇させることができる.我々はMIMO伝搬実験に基づき,実環境におけるSDM伝送特性を評価した.その結果,これまでSDM方式は送受信間が見通しとならない(Non Line-of-Sight : NLOS)環境において伝送効率を高める手法として研究が進められてきたが,送受信間が見通しとなる(Line-of-Sight : LOS)環境においても良好な伝送特性を示すことを確認した.一方,送信側でチャネル情報が得られるとき,固有ビームSDM(Eigenbeam-SDM : E-SDM)方式を適用することが可能となる.チャネル行列を特異値分解して得られる固有ベクトルを用いることにより,空間的に直交したマルチビームを形成することができる.各ビームに対し最適なリソース配分を行うことで,MIMOチャネルにおける最大スループットが得られる.これより,E-SDMは更なる高速無線伝送を可能にする有効な伝送方式といえる.我々は実環境におけるMIMO E-SDM伝送特性を明らかにするため,屋内伝搬実験を行い,実環境におけるE-SDM伝送についてSDM伝送との特性比較を行った.その結果,実環境においてE-SDMはSDMよりも良好なビット誤り率特性を示し,NLOS環境よりもLOS環境において優れた特性となることを確認した.送受信機の双方に複数のアンテナ素子を搭載したMIMOシステムは,無線通信の大容量化を実現する技術として盛んに研究が行われており,既に無線LANを始めとする無線通信規格への導入や実用化が進められている.送信側で伝送路情報が得られるとき,固有ビーム空間分割多重(Eigenbeam-Space Division Multiplexing : E-SDM)方式を適用することが可能となる.これは,伝送路行列を特異値分解して得られる固有ベクトルを送信ウェイトとして用いることにより,空間的に直交したマルチビームを形成する手法であり,高速無線伝送を可能にする有効な伝送方式といえる.当研究グループは実環境におけるE-SDM伝送特性を明らかにするため,屋内伝搬実験を行い,SDM伝送との特性比較を行った.その結果,実環境においてE-SDMは通常のSDMよりも良好なビット誤り率特性を示し,送受信間が見通しとならない環境よりも見通しとなる環境において優れた特性となることを確認した.一方で,現在進行中であるいくつかの無線通信規格の標準化では,大容量通信を目指し,広周波数帯域を使用するブロードバンド伝送が必須となっている.ブロードバンド伝送とE-SDMを組み合わせることにより,Gbpsオーダーの超高速無線伝送の実現が期待できる.しかし,ブロードバンドに起因する周波数選択性フェージング環境では,帯域全体に渡るウェイトの算出は非常に多くの演算を要し,更に通常の特異値分解により求めたウェイトでは伝送路のエネルギーが時空間に分散してしまう.そこで,当研究グループは演算量の軽減と同時に伝送路の時空間スペクトルの集中化を実現する疑似固有ベクトルを提案した.また,これを用いた疑似固有ビーム空間分割多重(Pseudo E-SDM : PE-SDM)の伝送特性を評価し,極めて低演算量でありながら通常のE-SDMよりも良好な通信特性を得ることを確認した.送受信機の双方に複数のアンテナ素子を搭載したMIMOシステムは,無線通信の大容量化を実現する技術として盛んに研究が行われている.送信側で伝送路情報が得られるとき,高速無線伝送を可能にする固有ビーム空間分割多重(Eigenbeam-Space Division Multiplexing: E-SDM)方式を適用することが可能となる.

ブロードバンド伝送とE-SDMを組み合わせることにより,Gbpsオーダーの超高速無線伝送の実現が期待できる.しかし,ブロードバンドに起因する周波数選択性フェージング環境では,帯域全体に渡るウェイトの算出は非常に多くの演算を要し,更に通常の特異値分解により求めたウェイトでは伝送路のエネルギーが時空間に分散してしまう.そこで,当研究グループは演算量の軽減と同時に伝送路の時空間スペクトルの集中化を実現する疑似固有ベクトルを提案した.また,これを用いた疑似固有ビーム空間分割多重(Pseudo E-SDM: PE-SDM)の伝送特性を評価し,極めて低演算量でありながら通常のE-SDMよりも良好な通信特性を得ることを確認した.また,MIMOをマルチユーザ環境へ応用させたマルチユーザMIMOシステムが近年大きな注目を浴びている.マルチユーザMIMO下り回線で問題となるユーザ間干渉に対して,基地局でヌル空間を形成し干渉を抑圧するブロック対角化法が提案されているが,演算負荷が大きく,更に完全なヌル形成により伝送エネルギーが損なわれてしまう.そこで,伝送エネルギーをユーザに集中させつつ,ユーザ間干渉を低減する不完全ブロック対角化法を提案し,その優れた特性を確認した.