hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Bメソン事象完全再構成法の研究と新物理探索への適用

B物理で重要な過程の多くは、終状態にニュートリノを含むため測定に不定性が残る困難があった。この研究は、電子・陽電子消滅によって対生成したBメソンの運動学を完全に再構成することで、もう一方のBメソンの運動学を定め、不定性のない測定を行えるBサンプルを解析に提供することが目的である。今年度は、B崩壊分岐比基礎データ収集を、D^<**>チャーモニウム、DのCP固有状態を含む崩壊過程まで拡張し、実際の解析に供するBメソン事象完全再構成を、3つのカテゴリーに対して追及した。(1)主たるハドロン崩壊過程:B→D(^*)(π,ρ,a_1)について、D^<*0>→Dγ崩壊を追加し、再構成するD崩壊4体モードまで拡張した。これに(2)B→D(^*)Ds(^*)崩壊モード、(3)B→(J/Ψ,Ψ(2S),χc1)+K(^*)崩壊モードを追加した。現有データ(140fb^<-1>)からカテゴリー(1)では206K個のB^±、128K個のB^0(検出効率それぞれ0.28%,0.17%,純度62%,56%)、(2)は9K個のB^±、5K個のB^0、(純度60%),(3)は9K個のB^±、7K個のB^0、(純度95%)を得た。B全体では224K個のB^±、140K個のB^0の完全再構成B事象を得た。再構成効率は全体で0.23%である。なお、厳しい検出条件のもと、B^±,B^0収量を約半分に絞れば80%の高純度が得られることが確認されている。これら再構成事象収集の流れ、検出条件/純度の評価とモニター法を確立し、関連ライブラリの整備を進め、完全再構成B事象サンプルの物理解析への適用を可能とした。このサンプルを用い、セミレプトニック崩壊抱合過程の解析(V_<ub>測定)、DX包含過程の解析などが進行している。Bのτv崩壊などはさらに高統計を要するが、KEKBの強度増強計画の進行やSuperKEKBによって現実となる見通しである。標準モデルの検証を行う上で重要な小林・益川行列要素を測定し得る過程の多くは、終状態にニュートリノを含むために運動学の完全決定が困難であった。この研究は、電子・陽電子消滅によって生成したBメソン対の片方を完全に再構成することによりもう一方のBメソンの運動学を定め、消失運動量を含む終状態の高精度測定に寄与することが目的である。今年度は、完全再構成に用いるハドロン崩壊過程の崩壊分岐比基礎データの収集と、サンプル収集法の検討およびイベント抽出の流れの確立に努めた。B→DX基礎データの測定は、Dのさまざまな崩壊、Xの2体、3体まで拡張された。現在の再構成サンプルは、崩壊分岐比が大きいチャームメソンを含む、順二体ハドロン終状態への崩壊過程B→D(^*)π,D(^*)ρ,D(^*)a_1事象に限られるが、総ルミノシティ80fb^<-1>(B反B対85x10^6個)のデータから、25K個のBO(純度81%)、42K個のB+(-)(純度77%)、B全体で67K個(純度74%)の完全再構成されたB事象を得た。再構成効率は約0.1%にあたる。物理解析に対しては、現有の統計量でも物理が議論できる過程としてセミレプトニック崩壊抱合過程への応用を始めた。D(^*)XのXが多体になった場合のバックグラウンドの対策、D(^*)X以外の過程(チャーモニウム+Xなど)の利用、非BB事象排除用に最適化された事象判別法の採用によって収率をあげることが今後の改良点である。また、以上を効率よく実施するために、上の目的に特化したマスストレージとワークステーションを四日市大学に導入し、Belle共同研究グループのライブラリーのセットアップを行なった。基本的に高エネルギー研と互換性のあるデータ処理の機能を持つことが確認されている。

現有データ(140fb^<-1>)からカテゴリー(1)では206K個のB^±、128K個のB^0(検出効率それぞれ0.28%,0.17%,純度62%,56%)、(2)は9K個のB^±、5K個のB^0、(純度60%),(3)は9K個のB^±、7K個のB^0、(純度95%)を得た。B全体では224K個のB^±、140K個のB^0の完全再構成B事象を得た。再構成効率は全体で0.23%である。なお、厳しい検出条件のもと、B^±,B^0収量を約半分に絞れば80%の高純度が得られることが確認されている。これら再構成事象収集の流れ、検出条件/純度の評価とモニター法を確立し、関連ライブラリの整備を進め、完全再構成B事象サンプルの物理解析への適用を可能とした。このサンプルを用い、セミレプトニック崩壊抱合過程の解析(V_<ub>測定)、DX包含過程の解析などが進行している。Bのτv崩壊などはさらに高統計を要するが、KEKBの強度増強計画の進行やSuperKEKBによって現実となる見通しである。
体細胞ゲノム編集創薬の実現による家族性高コレステロール血症の根本的治療

家族性高コレステロール血症(FH)に見られるLDL (low-density lipoprotein)受容体遺伝子上の多型の中には、本受容体の機能を著しく損ない重篤な高コレステロール血症を引き起こすものが知られている。本研究では、CRISPR/Cas9として知られるゲノム編集システムを体内の狙った組織や細胞へ的確に送り込む技術を開発し、これらの遺伝子変異の修復に取り組む。本技術によりこれまで治療が困難であった重症FHの治療薬開発が可能になるものと期待される。
GlucolipotoxicityにおけるPKCδ依存性β細胞死

高グルコースに遊離脂肪酸(FFA)が加わったglucolipotoxicityは膵β細胞機能障害および細胞死を誘導する。高グルコースおよびFFAはPKCδを活性化させるが糖尿病におけるPKCδの機能は不明である。Glucolipotoxicityモデルマウスにおいて耐糖能と膵β細胞容積が障害された。膵β細胞特異的PKCδ欠失は膵β細胞死を抑制し膵β細胞容積および耐糖能を改善した。パルミチン酸はPdx1蛋白発現減少およびMIN6細胞死を誘導したが、PKCδ発現抑制により共に改善した。以上よりglucolipotoxicityはPKCδ-Pdx1経路を介して膵β細胞死を誘導することが示唆された。糖尿病は、膵β細胞死による膵β細胞容積の減少が発症の一因だと考えられている。膵β細胞死にはアポトーシスが関与するという報告は多いが、ミトコンドリア依存性壊死とオートファジーも関与することが報告された。また、遊離脂肪酸(FFA)は高ブドウ糖環境下において小胞体ストレスを惹起することで、マウスインスリノーマ細胞株(MIN6細胞)や膵島に対して毒性を示すことが知られている(糖脂肪毒性)。膵β細胞増殖や細胞死に関与するProtein Kinase C (PKC) δはジアシルグリセロール(DAG)によって活性化され、DAGはFFAにより増強される。PKCδの欠失は高脂肪食による耐糖能や脂肪毒性による細胞死を抑制することが報告されており、膵β細胞容積変化への影響が示唆される。そこで本研究では、糖脂肪毒性による膵β細胞におけるPKCδ依存性膵の膵β細胞死について検討する。レンチウイルスベクターを用いてMIN6細胞のPKCδをノックダウンし、さらに、糖尿病モデルマウスのPKCδを膵β細胞特異的に欠失することで、膵β細胞死の分子機序を細胞および個体レベルで証明する。MIN6細胞を用いた検討により、糖脂肪毒性条件下では膵細胞の発生・維持に不可欠なpancreatic and duodenal hemeobox1(Pdx1)の発現がmRNA発現量・蛋白量共に低下した。PKCδはmRNA発現量・蛋白量共に変化は認められなかったが、糖脂肪毒性条件下でPKCδのリン酸化の亢進が認められた。PI/DAPI染色比は糖脂肪毒性条件で有意に細胞死の増加を認めた。さらに、レンチウイルスベクターを用いてPKCδをノックダウンしたところ、糖脂肪毒性条件下におけるPdx1の低下はmRNA発現量・蛋白量共に有意に抑制された。近年、高血糖時に遊離脂肪酸(FFA)の増加が加わった糖脂肪毒性により糖尿病の膵β細胞死が惹起されることが想定されている。膵β細胞に取り込まれたFFAとブドウ糖はジアシルグリセロールに合成され、細胞死に関与するキナーゼであるPKCδを活性化させて膵β細胞死に関わると考えられるが糖脂肪毒性下におけるPKCδの分子機序は不明である。よって、糖脂肪毒性によるPKCδ依存性膵β細胞死の分子機序の明らかにすることを目的とした。マウスインスリノーマ(MN6)細胞に遊離脂肪酸の代表であるパルミチン酸を添加すると、MIN6細胞死の増加と膵β細胞の発生・維持に必須である転写因子であるPdx1蛋白の減少が認められた。またパルミチン酸はPKCδのリン酸化と活性断端の発現誘導を惹起し、PKCδと活性断端の核内移行を誘導した。さらにPKCδのノックダウンを行ったところパルミチン酸によるPdx1蛋白発現の減少は有意に抑制され、早期のアポトーシスマーカーであるAnnexinV陽性細胞数が減少した。以上から、パルミチン酸はPKCδを介してPdx1の発現を調節しMIN6細胞死を誘導すると考えられる。さらにPKCδfloxマウスを用いて膵β細胞特異的にPKCδをノックアウトした(βPKCδKO)マウスを樹立した。新生時期にストレプトゾトシン(STZ)を腹腔内投与したマウス(新生児期STZモデルマウス)を作成し、高脂肪餌を8週齢より負荷した。野生型の新生児期STZモデルマウスに高脂肪餌を投与したところ著明な高血糖と膵β細胞容積の低下が認められた。一方で、βPKCδKOマウスではIPGTTにおいて負荷後30分値、60分値の血糖値が有意に改善していた。また、膵β細胞容積の減少はβPKCδの欠失により有意に抑制された。このことから、PKCδの発現調節が糖脂肪毒性による膵β細胞容積低下に関与している可能性が示唆された。2型糖尿病において膵β細胞容積の低下はインスリン分泌障害を惹起する。近年、慢性的な高グルコースに高遊離脂肪酸が加わったインスリン分泌障害が誘導される糖脂肪毒性が提唱されているが、詳細な分子機序は不明である。糖脂肪毒性下ではジアシルグリセロール産生が亢進し、細胞死に関与するprotein kinase C δ(PKCδ)が活性化することが予想されるが、膵β細胞におけるPKCδの詳細な機能は不明である。そこでPKCδ依存性膵β細胞死の分子機序を明らかにすることを目的とした。平成27年度は膵β細胞特異的にPKCδをノックアウトしたマウスを用いて検討を行った。糖尿病モデルとして新生児期ストレプトゾトシン(nSTZ)モデルを作製し、8週齢より高脂肪食(HFD)を負荷した。

TUNEL染色で細胞死を検討したところ野生型マウスではnSTZ+HFD負荷によりTUNEL陽性細胞数が増加したが、膵β細胞のPKCδ欠失により改善した。Ki-67染色を行ったところ、nSTZ+HFD負荷によりKi-67陽性細胞数は減少したが膵β細胞のPKCδ欠失により改善はしなかった。よって膵β細胞におけるPKCδは糖脂肪毒性による膵β細胞死を負に制御するが細胞増殖には関与しないことが示唆された。マウスインスリノーマ細胞にパルミチン酸を高グルコース下で添加するとPdx1 T11のリン酸化が増加しPdx1蛋白発現が減少した。PKCδのノックダウンを行ったところ、Pdx1 T11のリン酸化が抑制されPdx1蛋白の発現減少が改善した。PKCδによるPdx1 T11の直接リン酸化は認められなかった。よって、PKCδは間接的な経路を介してPdx1 T11のリン酸化を制御し、Pdx1の発現調節に関与することが示唆された。以上より、糖脂肪毒性はPKCδを活性化し、PKCδ-Pdx1 pathwayを介して膵β細胞死を誘導する。2型糖尿病はインスリン抵抗性と相対的なインスリン分泌障害によって生じ、膵β細胞容積の低下は相対的なインスリン分泌障害の原因の1つである。高グルコースに高遊離脂肪酸(FFA)が加わった糖脂肪毒性(glucolipotoxicity)は膵β細胞機能障害および膵β細胞死を誘導する。高グルコースおよびFFAはnovel protein kinase c (PKC)であるPKCδを活性化させる。しかし糖尿病および脂質異常症におけるPKCδの詳細な機能は不明である。非肥満2型糖尿病に高脂血症が加わったglucolipotoxicityモデルマウスとして、新生児ストレプトゾトシンモデルマウスに高脂肪食を負荷し耐糖能および膵β細胞容積を検討した。Glucolipotoxicityモデルマウスにおいて膵β細胞容積減少に伴い、耐糖能異常を示した。膵β細胞特異的なPKCδ欠失はglucolipotoxicityモデルマウスの膵β細胞死を抑制し、膵β細胞容積減少および耐糖能異常を改善した。膵β細胞におけるPKCδの機能を検討するため、マウスインスリノーマMIN6細胞を用いて細胞レベルにおけるglucolipotoxicityの検討を行った。高グルコース条件下におけるパルミチン酸添加はMIN6細胞のPKCδを活性化し、MIN6細胞死を増加させた。さらにパルミチン酸は膵β細胞の発生維持に必須である転写因子pancreatic duodenal homeobox 1(Pdx1)T11リン酸化およびPdx1蛋白発現の減少を誘導した。PKCδノックダウンはPdx1 T11リン酸化およびPdx1蛋白発現減少を抑制し、MIN6細胞死を改善した。以上よりglucolipotoxicityはPKCδ-Pdx1経路を介して膵β細胞死を誘導する。膵β細胞容積の改善を標的とした糖尿病治療の可能性が示唆された。高グルコースに遊離脂肪酸(FFA)が加わったglucolipotoxicityは膵β細胞機能障害および細胞死を誘導する。高グルコースおよびFFAはPKCδを活性化させるが糖尿病におけるPKCδの機能は不明である。Glucolipotoxicityモデルマウスにおいて耐糖能と膵β細胞容積が障害された。
光格子中の冷却Sr原子を用いたmHz級レーザーの開発

Sr原子の準安定状態5s5p3P2を用いたレーザー冷却(サブドップラー冷却)実現に向けて、特注のホローカソードランプ(Ne:0.5Torr+Xe:0.5Torr)による5s5p3P2-5s5d3D3遷移(496nm)の精密分光を行った。その結果、これまで正確には知られていなかった87Sr(フェルミオン):5s5d3D3準位の超微細構造の磁気双極子結合定数をA=ー156.9(3)MHz、電気四重極結合定数をB=0(30)MHzと決定した(Applied Optics vol.57,p1450(2018)))。この結果により、光格子時計に用いられる87Srの準安定状態を用いたレーザー冷却に必要なレーザー周波数を正確に予測することができるようになった。87Srの準安定状態5s5p3P2を用いたレーザー冷却実現のためには、5s5d3D3準位の超微細構造定数の精密測定は必ずしも必要なものでなかった。しかし、過去に決定的な報告例がなかったため、予定を変更して実験装置を改良し、超微細構造定数の精密測定をおこなった。また、この結果を論文にまとめるにあたり、不確かさの見積もりに予想以上に時間がかかってしまった。当初の予定では、平成29年度中に461nm遷移および496nm遷移を用いたレーザー冷却のための原子源および超高真空装置を立ち上げる予定であったが、上記の予定変更により、未だ着手できていない。しかしながら、平成29年度に原理検証実験を行った簡便なレーザー周波数安定化法(BABLL: Birefringent Atomic Vapor Laser Lock)によって、光学系の簡便化が可能となるので、30年度中に後れを取り戻せると考えている。461nm遷移および496nm遷移を用いたレーザー冷却のための簡便な超高真空装置を立ち上げる。当初の予定であった「原子オーブン→2次元磁気光学トラップ→3次元磁気光学トラップ」というスキームを取りやめ、「原子オーブン→1次元光モラセス(低速原子の選択的偏向)→3次元磁気光学トラップ」を採用する。461nm遷移および496nm遷移のためのレーザー光源として、赤外半導体テーパーレーザー(2W)および導波路型周期反転LiNbO3を用い、周波数安定化には、ホローカソードランプによる簡便なBABLL(Birefringent Atomic Vapor Laser Lock)を採用する。496nm遷移を用いたレーザー冷却は世界で初めての試みであり、当初期待していたドップラー限界以下の冷却(偏光勾配冷却)が働いているか、飛行時間法などを用いて検証する。ホローカソードランプを用いたストロンチウム原子の準安定状態の分光法の研究を行った。当初、5s5p:3P2-5s5d:3D3(496nm)遷移および5s5p:3P2-5s5d:3D2(497nm)遷移の分光を行っていたが、5s5p:3P1-5s6s:3S1(688nm)遷移および5s5p:3P0-5s6s:3S1(679nm)遷移もホローカソードランプで観測できることが明らかになった。Xe0.5Torr+Ne0.5Torrのバッファガスの場合、ドップラー広がりをも持つ線形吸収は、それぞれ25%(496nm)、5%(497nm)、10%(688nm)、2%(679nm)であった。つまり、ストロンチウム原子の3つの準安定状態5s5p:3PJ(J=0,1,2)の全てに周波数安定化に十分な原子数密度があることが判明した。準安定状態5s5p:3P2を基底状態とするストロンチウム原子のレーザー冷却を試みる際に、5s5p:3P1もしくは5s5p:3P0状態へ光ポンピングされた原子を速やかに5s5p:3P2状態にリポンプする必要があるが、この研究成果により、これらのリポンプに必要なレーザー光(688nmおよび679nm)をホローカソードランプを用いて周波数安定化できることがわかった。本研究成果は、準安定状態5s5p:3P2を基底状態とするストロンチウム原子のレーザー冷却を世界で初めて実現するための大きな一歩となった。このレーザー冷却方を用いれば、技術的に困難な狭線幅(1S0-3P1、689nm)遷移のレーザー冷却を用いずに光格子時計を実現でき、光格子時計による秒の再定義に大きく貢献することになる。当初の予想に反して、5s5p:3P1-5s6s:3S1(688nm)遷移および5s5p:3P0-5s6s:3S1(679nm)遷移もホローカソードランプで観測できることが明らかになったため、これらの遷移の分光実験を優先して行うことになった。その結果、同時進行で進める予定であった、ストロンチウム原子のスピン禁制遷移(689nm、線幅7kHz)を用いたレーザー線幅狭窄化の実験に遅れが生じた。ホローカソードランプを用いた準安定ストロンチウム原子の分光を、様々なバッファガスのもとで行った。具体的には、従来の(A)Xe0.5Torr+Ne0.5Torrの組み合わせに加えて、Xeの割合の高い(B)Xe1Torr+Ne0.3Torr(Xeのみでは放電開始電圧が500V以下にならなかった)およびNeの割合の高い(C)

Xe0.2Torr+Ne1.8Torr(全圧2Torr以下では放電開始電圧が500V以下にならなかった)の組み合わせで実験を行った。先行研究から、(C)の場合、イオン化されたXeの易動度が大きくなり、Sr原子のスパッタリング効率が上がると期待された。実際、放電開始から10秒程度は、(A)の2倍程度の準安定状態Sr原子の密度が得られたが、定常状態においては(A)で得られる密度を大きく下回った(1/5程度)。一方、(B)の場合、放電開始直後においても、定常状態においても、準安定状態Sr原子の密度は(A)の1/5以下であった。これらの結果から、XeとNeを同じ分圧で封入した(A)の組み合わせが最適であることが判明した。(A)の組み合わせのホローカソードランプを用いて、5s5p:3P2-5s5d:3D2遷移および5s5p:3P2-5s5d:3D3遷移の同位体シフト(86Sr-88Sr)および超微細構造(87Sr)の観測に世界で初めて成功した。特に5s5p:3P2-5s5d:3D3遷移においては、レーザー冷却されたSr原子を用いた先行研究(PRA90.0225121(2014))においても磁気双極子結合定数は確定できなかったが、我々の実験結果によって、その値が-150MHz程度であることが確定した。ホローカソードランプを用いた87Sr原子の5s5p:3P2-5s5d:3D2遷移および5s5p:3P2-5s5d:3D3遷移の超微細構造の観測は世界初であり、未だ報告のない磁気双極子結合定数を精密に決定するために、再現性のある実験データを何度も取り直す必要があった。そのため、当初予定していた689nm遷移を用いたレーザー線幅狭窄化の実験を進めることが出来なかった。Sr原子の準安定状態5s5p3P2を用いたレーザー冷却(サブドップラー冷却)実現に向けて、特注のホローカソードランプ(Ne:0.5Torr+Xe:0.5Torr)による5s5p3P2-5s5d3D3遷移(496nm)の精密分光を行った。その結果、これまで正確には知られていなかった87Sr(フェルミオン):5s5d3D3準位の超微細構造の磁気双極子結合定数をA=ー156.9(3)MHz、電気四重極結合定数をB=0(30)MHzと決定した(Applied Optics vol.57,p1450(2018)))。この結果により、光格子時計に用いられる87Srの準安定状態を用いたレーザー冷却に必要なレーザー周波数を正確に予測することができるようになった。87Srの準安定状態5s5p3P2を用いたレーザー冷却実現のためには、5s5d3D3準位の超微細構造定数の精密測定は必ずしも必要なものでなかった。しかし、過去に決定的な報告例がなかったため、予定を変更して実験装置を改良し、超微細構造定数の精密測定をおこなった。また、この結果を論文にまとめるにあたり、不確かさの見積もりに予想以上に時間がかかってしまった。当初の予定では、平成29年度中に461nm遷移および496nm遷移を用いたレーザー冷却のための原子源および超高真空装置を立ち上げる予定であったが、上記の予定変更により、未だ着手できていない。しかしながら、平成29年度に原理検証実験を行った簡便なレーザー周波数安定化法(BABLL: Birefringent Atomic Vapor Laser Lock)によって、光学系の簡便化が可能となるので、30年度中に後れを取り戻せると考えている。今回、バッファガスがXe0.5Torr+Ne0.5Torrの組み合わせの場合に、3つの準安定状態5s5p:3PJ(J=0,1,2)の全てに周波数安定化に十分な原子数密度があることが判明したが、この組み合わせ以外のバッファガスにおいても同様な実験をし、最適なバッファガスの条件を見出す。
偏波・アンテナの相互結合を考慮したMIMO伝搬特性に関する研究

有線ネットワークにおけるブロードバンドの普及や、コンテンツのマルチメディア化により、移動体通信機器においても伝送容量の向上が求められている。また、切れない通信を実現するための、通信の高信頼性化も求められている。これらの要求を実現するために、送受信に複数のアンテナを使用するMIMO(Multi-Input Multi-Output)が提案されている。さらに有効にMIMOを使用するために、MIMOのブランチに偏波を利用することが提案されており、昨年度までの研究で、MIMOブランチに偏波を用いた伝搬実験を行い、パケット往復時間を用いた評価により、MIMOブランチに偏波を用いることの有用性を検証してきた。そのなかで、MIMOブランチに偏波を用いたときの伝搬特性の改善効果が、室内伝搬環境における偏波の回転に依存することが明らかになった。今年度の研究では、伝播暗室を用いてチャネル行列を測定し、空間相関、固有値分布、固有ビームパターンを求めることにより、伝搬環境中の偏波特性が、MIMOの特性に与える影響と、そのメカニズムを明らかにした。従来の研究では、伝送容量を増大させる観点からチャネル容量で評価を行っていることが多いが、本研究では、通信の信頼性を確保する観点から、空間相関で評価を行っていることが特徴である。伝送容量を向上させる方法としてMIMO(Multi-Input Multi-Output)方式が提案され、次世代無線LANへの採用が決定され、また次世代携帯電話への適用をめざした研究が行われている。伝送容量をさらに向上させる方法として、申請者らはこれまでに偏波をMIMOに利用する方法を提案し、計算機シミュレーションを用いて有効性を検証してきた。しかしながら、その性能は伝搬路中の偏波の回転や、偏波の相関により大きく変化することが明らかになった。従って、これまでに提案してきた手法の有用性を検討するためには、実環境における偏波の回転、相関を明らかにすることが必要である。研究は、MIMOに偏波を適用した場合の室内伝搬特性を明らかにすることが目的である。伝搬測定実験を行い、得られたチャネル応答行列を統計的に処理することにより、シミュレーションに使用するための伝搬データを求めるところまでが本研究の範囲である。
走査型近接場光学顕微鏡を用いた半導体量子ドットのコヒーレント制御

本研究の目標は、走査型近接場光学顕微鏡を用いた単一量子ドット(QD)分光を通してQDの新しい物性を探索し、これを時空間に制御された近接場光を使った量子状態制御へと発展させることにある。昨年度は共鳴の位相緩和の測定と、近接共鳴を利用した量子干渉の生成と観測を行った。本年度は共鳴の均一幅に関して、緩和メカニズムの解明を目的とした実験を行った。自己形成量子ドット(SAQD)の大きな特徴のひとつは、広いエネルギー間隔を持つ離散的なエネルギー構造である。このエネルギー構造は、音響フォノンを介したキャリア緩和を、高次元構造などに比べて著しく減少させる。その結果、量子情報処理への応用に適した長いコヒーレンスを実現することが期待される。他方、SAQDのバンド間エネルギー差は光学フォノンのエネルギーよりも広いため、発光励起スペクトル(PLE)に現れる零吸収域には、出射光に共鳴した光学フォノンラマン線が観測される。このことはSAQDのキャリア緩和に光学フォノン緩和が存在することを示している。すなわちQDにおける次元低下に伴う緩和経路の減少が、キャリアと光学フォノンの相互作用を顕著にする。さらに2LOのエネルギー領域では、光学フォノンと同時に励起準位も存在していると考えられるため、多数の緩和過程が存在する。本年度の研究では、これら2LOの励起共鳴が高速のフォノン緩和過程を含むことを明らかにした。観測される高速フォノン緩和は励起子基底準位発光よりも速いため、低い励起強度で効率的な励起子分子生成を可能にする。この様子は励起強度を変化させるときに励起子共鳴に見られるピークからディップへの変化から確認される。さらにディップは広い線幅を持つピークの中心に現れ、単一QDのPLE共鳴が不均一広がりを含むことが確認された。すなわち高速な光学フォノン緩和経路と結合した緩和経路が存在し、これが単一QDのPLE共鳴に不均一広がりを与えている。したがってフォノンとの相互作用を低減することにより、励起準位の共鳴が得られる。二色励起のスペクトルでは、フォノン共鳴の抑圧と不均一広がりの除去された励起準位に対応する共鳴ピークの存在が明らかとなった。ナノメーター空間に電子、正孔を閉じ込めることで実現される半導体量子ドット(QD)は、原子に類似の離散化した電子状態密度を持ち、その電子-正孔対(キャリア)とフォノンの相互作用は他の半導体高次構造と著しく異なることが予測される。例えばキャリアと光学フォノンの相互作用は、光学フォノンの分散特性により著しく抑圧される。しかしながら、キャリアのエネルギーが光学フォノンのエネルギーとちょうど一致する場合は、閉じ込めに起因する相互作用の増強が起こることが理論的に予測されている。本研究の目標は、走査型近接場光学顕微鏡を用いた単一QD分光を通してこのようなQDの新しい物性を探索し、これを時空間に制御された近接場光を使った量子状態制御へと発展させることにある。本年度の研究成果である近接場パルス列による単一QDの量子干渉の観測を簡潔に記す。パルス波形整形の施された近接場光は、回折格子を用いた光学系で実現される。パルス列の間隔はキャリアの励起時間差に対応しており、ひとつめのパルスで共鳴励起されたキャリアがその位相を保持していれば、二つめのパルスで励起されたキャリアとの間に干渉を生じる。

その振幅の減衰から位相緩和が見積もられ、およそ15psであることがわかった。この位相緩和時間は光学フォノンの緩和時間にほぼ対応していると考えられる。すなわちQDキャリアの効率的な緩和は、光学フォノン緩和が支配的であることに起因すると考えられる。次に異なる二つの共鳴を同時に励起することにより、QDの励起緩和過程における量子干渉を観測した。二つの独立した量子状態を一つのパルスで励起することにより、ヤングのスリット実験に類似の量子干渉を観測することが可能となる。その結果、前述の位相緩和に重畳して、共鳴のエネルギー差に相当する干渉信号が得られる。この結果から本研究の目標であるQDにおけるコヒーレント制御の可能性が強く示唆された。本研究の目的は、走査型近接場光学顕微鏡を用いた単一量子ドット(QD)分光を通してQDの新しい物性を探索し、これを時空間に制御された近接場光を使った量子状態制御へと発展させることにある。昨年度は共鳴の位相緩和の測定と、近接共鳴を利用した量子干渉の生成と観測を行った。本年度は共鳴の均一幅に関して、緩和メカニズムの解明を目的とした実験を行った。自己形成量子ドット(SAQD)の大きな特徴のひとつは、広いエネルギー間隔を持つ離散的なエネルギー構造である。このエネルギー構造は、音響フォノンを介したキャリア緩和を、高次元構造などに比べて著しく減少させる。その結果、量子情報処理への応用に適した長いコヒーレンスを実現することが期待される。他方、SAQDのバンド間エネルギー差は光学フォノンのエネルギーよりも広いため、発光励起スペクトル(PLE)に現れる零吸収域には、出射光に共鳴した光学フォノンラマン線が観測される。このことはSAQDのキャリア緩和に光学フォノン緩和が存在することを示している。すなわちQDにおける次元低下に伴う緩和経路の減少が、キャリアと光学フォノンの相互作用を顕著にする。さらに2LOのエネルギー領域では、光学フォノンと同時に励起準位も存在していると考えられるため、多数の緩和過程が存在する。本年度の研究では、これら2LOの励起共鳴が高速のフォノン緩和過程を含むことを明らかにした。観測される高速フォノン緩和は励起子基底準位発光よりも速いため、低い励起強度で効率的な励起子分子生成を可能にする。この様子は励起強度を変化させるときに励起子共鳴に見られるピークからディップへの変化から確認される。さらにディップは広い線幅を持つピークの中心に現れ、単一QDのPLE共鳴が不均一広がりを含むことが確認された。すなわち高速な光学フォノン緩和経路と結合した緩和経路が存在し、これが単一QDのPLE共鳴に不均一広がりを与えている。したがってフォノンとの相互作用を低減することにより、励起準位の共鳴が得られる。二色励起のスペクトルでは、フォノン共鳴の抑圧と不均一広がりの除去された励起準位に対応する共鳴ピークの存在が明らかとなった。
煉瓦生産を通してみた日本近代化過程の考古学的研究

煉瓦の製作技術を反映する痕跡が、製品の外面にどのように現れるかを確認した。その視点にもとづき、明治時代から大正時代にかけての、煉瓦生産の技術的推移を検討した。その結果、一般に言われているような生産工程の機械化は、関西地方では一般的ではないことが明らかとなった。このことから、従来の研究で構築された大手企業の記録に基づく枠組みでは、産業の実態を捉えられていないことを指摘できる。本研究は、煉瓦生産の考古学的な分析を通して、日本の近代化過程とその問題点を明らかにすることを目的とする。研究の成果は、以下の通りである。発掘資料を観察した結果、手抜成形の痕跡が、煉瓦の長手に特徴的な皺となって現れることを確認した。その視点をもとに、奈良県内に現存する煉瓦構築物を観察し、さらに阪神間における同様の検討成果と比較した。すると、つぎの三点に注目された。1関西地方の煉瓦生産は、一貫して手抜成形が主体的であり、機械成形は客体的である。2阪神間では同時期に各種の規格が併存し、時系列的な変化傾向を示さない。これに対して、奈良県では時期が下るに従って、煉瓦の厚みが漸増する傾向がある。3岸和田煉瓦や推定堺煉瓦といった、関西一円に広く流通する刻印がある一方で、他所にはみられない地域的な刻印もある。いずれにせよ、一施設で複数の刻印が混在するようなあり方は、今のところ多くない。以上の諸点からは、さしあたりつぎのことがらが指摘できる。1は、明治20年代以降、煉瓦生産における機械化が進行したという一般的な説明が、関西地方では成り立たないことを示す。このことは、国策として煉瓦生産が興隆した関東地方と、民間資本を主として開始された関西地方との、宿命的な差が反映している可能性がある。2および3は、阪神間の都市に比べて、奈良県はマーケットが小さいことの現れであろう。都市全体が煉瓦を受容する阪神間にくらべて、奈良県では一つの建物、鉄道の一区間、といった小規模な重要な反復されたものと想定すれば、上述の23を整合的に理解できる。すなわち、煉瓦の観察を通して、広域流通と地産地消的な流通の双方を追求できる見込みが得られた。この研究の実施に当たり、(1)個別資料の観察・分析および資料化、(2)検討結果の中間報告、(3)学際的な総合的検討、(4)公開シンポジウム開催による研究成果の集約、といった諸段階を踏まえることを計画した。このうち、平成23年度は個別資料の観察・分析と、検討結果の中間報告を実施した。個別資料の観察・分析は、発掘調査資料と、現存する煉瓦建築物とを二本柱として実施した。発掘調査資料は、旧神戸外国人居留地遺跡出土煉瓦、および灘酒蔵群出土煉瓦を重点的に観察・分析した。ここでは、煉瓦の製作過程で施されるさまざまな加工が、製品の外面にいかに現れるかを検討した。現存する煉瓦建築物は、奈良県内に所在するものを主とし、他府県に所在するものを副として観察した。ここでは、各建築物に使用される煉瓦の規格が年代別にいかに変化するか、またある特定の製造事業者が用いる刻印が認められた場合には、その分布範囲はどれほどであるか、を中心課題として取り組んだ。検討結果の中間報告として、大阪歴史学会考古部会で研究発表を実施するとともに、大阪歴史学会との共催で公開シンポジウム「煉瓦生産と近代考古学」を開催した。考古部会では、資料の現状と観察の結果を公にすることで、進捗状況の中間報告とした。また、公開シンポジウムでは、煉瓦に軸足を置いた場合の、近現代史に対する考古学的な視点を提示することに努めた。その成果は、大阪歴史学会の学会誌である『ヒストリア』第231号に、論文として掲載した。以上の活動を通じて、文献史学・建築史学等をまじえた学際的な総合的検討を実施するための準備が整った。研究開始にあたって計画した4段階のうち、平成23年度に予定していた2段階までを順当に進めているから。ただし、個別資料の観察・分析は予想以上に時間がかかり、進捗が遅れている。一方、公開シンポジウムや論文執筆を通じての研究成果の公開は、予定を先取りして実施した。平成23年度に予定通り進行できなかった個別資料の観察・分析をさらに進める。また、考古学的な分析にとどまらず、文献史学や建築史の分野との学際的研究を進展させる。そして、最終的に再び公開シンポジウムを開催することで、研究成果を集約するとともに、情報公開の責を果たす。平成23年度研究費のうち、64,316円が未使用として残ったが、これは『日本科学技術体系』の購入を予定していながら、その図書が希少であるために入手が間に合わなかったためである。これについては、平成24年度はじめに解決する手筈となっている。平成24年度に申請する研究費は、個別資料の調査を継続するとともに、検討会や公開シンポジウムの開催、そして研究成果の印刷にあてる予定である。
外場による高速の機能応答性を有する有機半導体材料の創製

液晶性有機半導体の化学修飾により、SmC^*相を利用して強誘電性を発現させ、高速のスウイッチング機能を有する液晶性有機半導体をを開発が可能であるかどうかを、材料面と物性面から検証することを目的として、(1)2-phenylnaphthalene、及び、Pyrimidinylbiphenyl誘導体を基本構造として、光学活性部位をもつ側鎖部に導入しSmC^*相の発現を検討した。6-(R)-methyloctyl基、6-(R)-methyloctanoyloxy基、あるいは、2-(R)-methylbutyloxy基をnaphthaleneの2位に側鎖部に導入し、それそれ負の誘電異方性を示すSmC^*相(それぞれ、114°C-131°C、115°C128°C、117°C123°C)の発現に成功した。この相では電場の印加による液晶ドメインの応答と、セル厚24μmが薄いセルでは外部電場を取り除いてもその配向を維持するメモリー性が確認できた。さらに、Time-of-flight法による電荷輸送特性の評価から、これらの相では分子配向秩序が同等のSmA相と同じ10^<-4>cm^2/Vs台の移動度を示すことが確認できた。このことは、原理的に高速のスイッチング機能を有する液晶性有機半導体をを開発が可能であることを示唆している。一方、これらの材料系の負電荷の輸送は高速の電子伝導が消失し、10^<-5>cm^2/Vs程度のイオン伝導と考えられ遅い伝導のみが観測された。これは、本来、これらの物質がイオン伝導をするということではなく、むしろ、合成の際の不純物の混入が原因であろうと推測される。つぎにこれらの物質の自発分極を三角波法による測定から見積もったところ、いずれも1[nC/cm^2]以下と極めて小さいことが分かった。これは、不斉炭素における置換基が双極子モーメントの小さいmethyl基であるため、小さな負の誘電異方性しか実現できていないことによるものと考えられた。基本原理を確認できたことから、強誘電性液晶として入手可能な4'-2-(R)-Fluorooctyloxy pyrimidiny-4' -pentylbiphenylを用いて、SmC^*相での自発分極、及び、電荷輸送特性を検討した。この材料物質は106°C156.2°CでsmC^*相を示し、三角波法により測定から286nC/cm^2の大きな自発分極を示すことが分かった。しかしながら、正、及び、負の電荷輸送は、いずれも、10^<-5>cm^2/Vs程度の遅い伝導しか観測されず、また、この移動度はこの物質の示すN相での移動度に比べても小さいことから、この伝導はイオン伝導によるものと考えられ、不純物の混入が疑われた。そこで、この物質をさらに、再度、カラムクロマトグラフィー、及び、再結晶により精製を繰り返したが、移動度の改善は認められなった。大きな自発分極を有する強誘電性液晶材料については今後さらに検討をすすめる必要があるものの、本研究の当初の目的は達成できたものと思われる。基本原理を確認できたことから、強誘電性液晶として入手可能な4'-2-(R)-Fluorooctyloxy pyrimidiny-

4' -pentylbiphenylを用いて、SmC^*相での自発分極、及び、電荷輸送特性を検討した。この材料物質は106°C156.2°CでsmC^*相を示し、三角波法により測定から286nC/cm^2の大きな自発分極を示すことが分かった。しかしながら、正、及び、負の電荷輸送は、いずれも、10^<-5>cm^2/Vs程度の遅い伝導しか観測されず、また、この移動度はこの物質の示すN相での移動度に比べても小さいことから、この伝導はイオン伝導によるものと考えられ、不純物の混入が疑われた。そこで、この物質をさらに、再度、カラムクロマトグラフィー、及び、再結晶により精製を繰り返したが、移動度の改善は認められなった。大きな自発分極を有する強誘電性液晶材料については今後さらに検討をすすめる必要があるものの、本研究の当初の目的は達成できたものと思われる。
光センサを用いた新規火山ガス放出率測定装置の開発による活動的火山脱ガス過程の解明

本研究の目的は,光センサを用いた火山噴煙の二酸化硫黄カラム量の測定装置を開発することである。特に,研究開始初年度である本年度は,予備研究において製作した光センサを用いた新規測定装置の性能評価と,新たな装置開発に向けた試作機の製作を開始した。予備研究においては,光センサ3台を用いて,それぞれに異なる波長帯の光学バンドパスフィルタをかぶせることで,二酸化硫黄の吸収による光量の減衰を定量的に評価するための試作機を製作した。この試作機を,大学内において野外観測することで,火山噴煙のないバックグラウンドな大気での応答性能を評価した。次に,阿蘇山において試作機のテスト観測を行った。本年度の前半は,これらのフィールド観測と実験室でのテストで得られた結果を解析することに時間を費やした。阿蘇山において,従来の紫外分光計で測定した結果と試作機の結果は,二酸化硫黄カラム量の多い時間帯はよく一致している一方で,低い二酸化硫黄カラム量の場合には,試作機の結果はバックグラウンドのノイズが大きく,定量性が低くなることが明らかとなった。このバックグラウンドノイズを低減するために,解析法の検討を行ったが,きれいな処理を行うことは難しかった。そこで,本年度後半では,バックグラウンドノイズを抑えられるように,試作機の改良を試みた。具体的には,光センサをアレイタイプに変更してセンサの前の光学系を統一することで,光センサの視野が3台でわずかに異なっていた部分を,同一の視野を持つように改良することを考案した。これに対応するよう,装置を購入し改良型の試作機の製作を開始した。本年度内に改良型試作機の製作を終えることはできなかったが,光センサを用いた測定装置開発の方向性を示すことができた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
近世瀬戸内地主制の形成過程

本研究の課題は,畿内農村に次ぐ先進地帯であった瀬戸内農村,とくに近世の芸備農村(安芸国と備後国・現在の広島県域に相当)の実態に即して,近世地主制の生成過程を明らかにすることである.この課題を追究するため,芸備農村の近世地主制の進展において,比較的早期に高度な段階に達していた地域を対象として資料収集調査を行った.その結果,かっての広島藩領・賀茂郡森近村(現在の東広島市)において,土居・荒谷家文書を発見・収集した.同家文書はごく一部に限って公刊されたが(広島県史・中世・資料編),近世文書の大部分は未整理なままであった.保存の措置をこうじる意味からも,同家文書を整理・分類しながら,本研究の課題分析を進めることにした.興味深いことに,近世の森近村において,検地帳の記載と田畑の現状との乖離には著しいものがあり,縄延び地が広範に存在していた.瀬戸内農村は畿内農村と並んで,西日本における農民的小商品生産の先進地帯とされている.先進地帯の地主制形成と,藩政村の抱え持つ縄延び地の関連は如何なるものであろうか.荒谷家文書によって,藩政村における縄延び地など余剰面積の存在と,農民余剰の発生,農民層分解,地主制形成などとの関連について,先進地帯におけるメカニズムの特質を検証中である.本研究の課題は,畿内農村に次ぐ先進地帯であった瀬戸内農村,とくに近世の芸備農村(安芸国と備後国・現在の広島県域に相当)の実態に即して,近世地主制の生成過程を明らかにすることである.この課題を追究するため,芸備農村の近世地主制の進展において,比較的早期に高度な段階に達していた地域を対象として資料収集調査を行った.その結果,かっての広島藩領・賀茂郡森近村(現在の東広島市)において,土居・荒谷家文書を発見・収集した.同家文書はごく一部に限って公刊されたが(広島県史・中世・資料編),近世文書の大部分は未整理なままであった.保存の措置をこうじる意味からも,同家文書を整理・分類しながら,本研究の課題分析を進めることにした.興味深いことに,近世の森近村において,検地帳の記載と田畑の現状との乖離には著しいものがあり,縄延び地が広範に存在していた.瀬戸内農村は畿内農村と並んで,西日本における農民的小商品生産の先進地帯とされている.先進地帯の地主制形成と,藩政村の抱え持つ縄延び地の関連は如何なるものであろうか.荒谷家文書によって,藩政村における縄延び地など余剰面積の存在と,農民余剰の発生,農民層分解,地主制形成などとの関連について,先進地帯におけるメカニズムの特質を検証中である.
脳卒中後疼痛に対する脊髄刺激によるニューロモデユレーション

脳卒中後疼痛症例に対して、Dual-lead SCSを施行し、半身に刺激感覚を誘発することができた。また、モルヒネ、ケタミン、ラボナールを用いたドラッグチャレンジテストでは、ケタミンが有効な症例に脊髄刺激の有効例が多いことから、患者選択に有用であった。脳卒中後疼痛27例に対してDual-lead SCSを用いたテスト刺激を行い、21例(77.7%)に慢性植え込みを行った。慢性刺激開始後12カ月の結果では、excellent(60%以上VASが減少)4例、good(30-60% VASが減少)11例、fair (VASの減少が30%以下)6例で、15例(71.1%)で満足できる効果が得られた。モルヒネ、ケタミン、チオペンタールを用いてドラッグチャレンジテストを行い、主にケタミンが有効な症例を選択してDual-lead Spinal cord stimulationを行った。Dual-lead SCSでは、合計16箇所の刺激点を選択することができ、陽極と陰極を選択すれば2本の電極間での刺激も可能となった。疼痛の治療には20Hzで疼痛部位にparesthesiaを誘発する刺激を行い、運動麻痺の回復についての治療も期待する症例に対しては、5Hzで上肢のmuscle twitchを誘発する刺激を併用した。脳卒中後疼痛23例に対してDual-lead SCSを用いたテスト刺激を行い、18例(78.2%)に慢性植込みを行なった。さらに慢性刺激開始後12ヶ月の結果では、13例(72.2%)で満足できる効果(excellentまたはgood)が認められ、これまでの結果と比較して、著しい治療成績の向上を認めた。このようにテスト刺激後に慢性植え込みに移行する症例が多く認められ、長期効果も良好であった理由としては、1)プレガバリン、抗うつ薬、抗不安薬を服用していること、2)Dual-lead SCSを用いていること、3)ドラッグチャレンジテストにて主にケタミンが有効な症例を選択し、チオペンタールで入眠直前まで痛みが変化しない症例を除外していること、4)刺激の効果が不十分な症例には低用量ケタミン点滴療法を併用していること、などが大きな要因と考えられた。5Hzでmuscle twitchを誘発する刺激を連日併用した5症例では、手の開閉速度が44%増加した。また、ratを用いた脊髄刺激でも運動機能回復を認めた。このような疼痛のみならず運動機能の改善をも含めた脊髄刺激の方法は、新たなニューロモデユレーション技術としての発展が期待される。脳卒中後疼痛症例に対してdrug-challenge test(DCT)を行い、Dual-lead SCSを施行した。2本の電極を平行に脊髄硬膜外に留置することによって縦方向のみならず横方向の刺激が可能となった。また、複数の刺激点を選択することによって疼痛部位に限局したparesthesiaを誘発するのが容易となった。1本で8極の電極を用いると、頚髄の上位から下位をカバーすることが可能で、電極の留置方法によって上肢、下肢、体幹に加えて顔面を含む広範囲に脊髄刺激によるparesthesiaを誘発することができる。このため、顔面を含む半身全体に疼痛を認めることの多い脳卒中後疼痛症例においても有効であることを確認した。DCTの結果にもとづく薬物の併用療法は脊髄刺激の効果を高めることができた。さらにlow-dose ketamine点滴療法を併用することによって、多くの症例で十分に満足できる結果が得られた。頚髄レベルで5Hzの刺激を行なうと、上肢のmuscle twitchを誘発することが可能で、刺激中にはFugl-Meyer Scaleが改善し、運動のスピードも改善することを3例で確認した。また、脳卒中モデルラットに対する慢性植込みによる脊髄刺激を開始した。脳卒中後疼痛症例に対して、2本の電極を平行に頚髄硬膜外に留置することによって、半身の顔面、上肢、体幹、下肢に刺激感覚を誘発することができた。また、モルヒネ、ケタミン、ラボナールを用いたドラッグチャレンジテストでは、ケタミンが有効な症例に脊髄刺激の有効例が多いことから、患者選択に有用であることが明らかとなった。

また、プレガバリン、抗うつ薬、抗不安薬の併用は、脊髄刺激の除痛効果を増強した。15Hzでparesthesiaを誘発する通常の刺激で疼痛の治療を行いながら、運動麻痺を合併している症例を対象として、5Hzでmuscle twitchを誘発する脊髄刺激を施行し、運動機能の回復について検討した。5Hzでmuscle twitchを誘発する強度の刺激を1セッション5分、1日に5回繰り返すと、15秒間に可能な手の開閉回数が1か月、また握力が3か月の治療によって有意な回復を認めた(repANOVA, p<0.01)。脊髄の後索刺激によって誘発されるmuscle twitchは、脊髄反射弓を経由して脊髄前角細胞を賦活するものと考えられる。また、脊髄後索刺激によってmuscle twitchを繰り返し誘発することは、廃用性の筋委縮や関節拘縮の予防のみならず運動麻痺の治療にも有用であることが明らかとなった。脊髄刺激を用いることによって、脳卒中後疼痛のみならず卒中後運動麻痺の治療も可能である事実によって、脊髄刺激のさらなる発展が期待される。機能神経外科脳卒中後疼痛に対してDual-lead SCSを行い、満足できる効果(excellentまたはgood)が認められ、これまでの結果と比較して、著しい治療成績の向上を認めた。また、1)プレガバリン、抗うつ薬、抗不安薬を服用していること、2)Dual-lead SCSを用いていること、3)ドラッグチャレンジテストにて主にケタミンが有効な症例を選択し、チオペンタールで入眠直前まで痛みが変化しない症例を除外していること、4)刺激の効果が不十分な症例には低用量ケタミン点滴療法を併用していること、などが大きな要因と考えられた。さらに、5Hzでmuscle twitchを誘発する刺激によって、手の開閉速度が44%増加した。このような疼痛のみならず運動機能の改善をも含めた脊髄刺激の方法は、新たなニューロモデユレーション技術として期待される。これまで脳卒中後疼痛に対する脊髄刺激の有効性は高くないと考えられてきたが、新たな8極電極を2本用いたDual-lead SCSを行なうと、顔、上肢、体幹、下肢と広範囲にわたってparesthesiaを誘発することができることが明らかとなった。また、DCTに基づく低用量ケタミン点滴療法を併用することによって、除痛効果を高めることができることが明らかとなった。さらに、上肢のmuscle twitchを誘発するこができる5-Hzの脊髄刺激を行うことによって、運動機能の回復することが明らかとなった。脳卒中後疼痛と運動麻痺を有する症例で、ケタミンが有効な症例については、Dual-lead SCSを用いることによって、疼痛のみならず運動麻痺の改善にも有効であることが明らかとなった。今後は症例をさらに蓄積することによって、明確なエビデンスを作成する予定である。脳卒中後疼痛症例に対して、DCTに基づくDual-lead SCSの方法を確立する。また、運動麻痺を合併している症例においては上肢のmuscle twitchを誘発することができる5-Hzの脊髄刺激を継続し、客観的に上肢のmuscle twitchを誘発することの意義を明らかにする。また、ラットを用いた慢性脊髄刺激を行い、脊髄刺激群と非刺激群の比較を行い、脊髄刺激の効果を実験的にも検証する。
沢わさびと緑茶のヘリコバクター・ピロリに対する抗菌複合効果と疫学調査研究

我々は、静岡県の特産物である沢わさび(Wasabia Japonica Matsumura)の根茎、葉、茎を用いて各種生物活性を検討しており、既にそれらの水またはエーテル抽出物が抗菌、抗カビ、抗酸化、抗変異、抗アレルギー等の作用を有することを明らかにした。本研究では、わさび葉抽出物が胃がん、胃潰瘍、十二指腸潰瘍の原因物質の一つと考えられるH.pyloriに感染したスナネズミ(Mongolian gerbils)に対して、抗菌作用を示すか否か、またその際、胃粘膜表面の病理組織が回復されるか否かを観察した。その結果、沢わさび葉のエーテル抽出物の混餌投与により、胃粘膜上での出血スコアや障害スコアが有意に減少することを確認した。またわさび投与により、胃粘膜における02-、・OH、ONOO-、C10-などの活性酸素、活性窒素が消去されていることから、それらラジカルが抗菌活性等の発現に深く関与するものと考えた。本県では、沢わさび根茎および沢わさび葉を摂取している地域では緑茶の消費量が多いことが明らかとなったことから、in vitroのモデル系において両者を混合して抗菌活性を調べたところ、相加的・相乗的に抗菌作用が見られた。現在、わさび生産地および非生産地におけるわさびと緑茶の消費量と胃がん等の発生率について疫学調査等を実施中であり、実験室的複合効果も検討中である。今年度、H.pylori感染、ストレスの単独負荷及びそれらの複合作用により誘導される酸化ストレスに対するわさび葉の有効性を明らかにすることを目的として行った。in vitroにおいては、酸化ストレスによる傷害の前駆体となるO_2^-、NOに着目し、NBT還元法によりO2-消去活性を、培養細胞HL-60を用いてO2-産生抑制効果を、RAW264.7を用いてNO産生及びiNOS発現抑制効果を検討した。その結果、わさび葉のMeOH ext.は、強いO_2^-消去活性を認め、O_2^-産生に対しては弱いながら抑制効果を示したが、NO産生およびiNOS発現に対しては強い抑制効果が認められた。さらに、O_2^-消去活性、NO産生抑制効果についてMeOH ext.の活性画分を検討した結果、EtOAc ext.及びn-BuOH ext.が活性を示した。本研究では、わさび葉抽出物がH.pylori感染、ストレス負荷及びそれらの複合作用を抑制することを明らかにし、わさび葉抽出物中のantioxidantが消化器疾患における酸化ストレスの過剰亢進を抑制することにより、その胃粘膜傷害を抑制したものと推察した。これらの結果より、従来捨て去られていたわさび葉の新たな機能性を見出したことから、今後の有効利用が大いに期待された。本研究では、わさび葉抽出物が胃がん、胃潰瘍、十二指腸潰瘍の原因物質の一つと考えられるH. pyloriに感染したスナネズミ(Mongolian gerbils)に対して、抗菌作用を示すか否か、またその際、胃粘膜表面の病理組織が回復されるか否かを観察した。またわさび投与により、胃粘膜における0_2^-、・OH、ONOO^-、C10^-などの活性酸素、活性窒素が消去されていることから、それらラジカルが抗菌活性等の発現に深く関与するものと考えた。