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惑星探査機着陸時の衝撃応答制御に関する研究

機械構造物の衝撃による応答を制御するために,運動量交換の原理やエネルギー交換の原理により衝撃の影響をコントロールする機構や制御手法の提案と,次世代惑星探査機の着陸時衝撃応答制御への応用を目指した研究である.本研究から提案された複数の機構や手法により,月や惑星に着陸する際の探査機のリバウンドを抑えたり,転倒の防止を図り,ロバストで高信頼な着陸機構が実現できることをシミュレーションならびに実験により明らかにした.機械構造物の衝撃による応答を制御するために,運動量交換の原理やエネルギー交換の原理により衝撃の影響をコントロールする機構や制御手法の提案と,次世代惑星探査機の着陸時衝撃応答制御への応用を目指した研究である.本研究から提案された複数の機構や手法により,月や惑星に着陸する際の探査機のリバウンドを抑えたり,転倒の防止を図り,ロバストで高信頼な着陸機構が実現できることをシミュレーションならびに実験により明らかにした.本課題では機械構造物に入力される衝撃にともなう応答を制御する目的で,玉突きの原理とアクティブ制御を融合した,運動量交換型ダンパ機構について研究している.その応用としで,次世代惑星探査機の着陸時衝撃応答制御に活用し,リバウンドや転倒の防止を図り,ロバストで高信頼かつ経済的な着陸機構の実現を目指している.本年度交付申請書記載の二点の研究実施内容の内,一点目の「衝突問題においてリバウンドを最小化するための最適なパッシブ要素のパラメータに関する考察ならびにパッシブ要素とアクティブ制御を併用するハイブリッド制御機構の提案」については,運動量交換型の機構において剛性の最適化がリバウンド抑制に大きな役割を果たしていることを明らかにし,この知見をもとにアクティブ制御を併用して見かけの剛性を理想的な値に近づける剛性制御手法を導入した.1軸方向(1次元)のみの運動を考えた基本的な実験装置を製作し,シミュレーションと実験により剛性制御のリバウンド抑制性能や着地面パラメータの変動に対するロバスト性などを示した.二点目の「多脚落下衝撃実験システムの設計と製作」については,上記1次元実験装置を拡張し,2次元での実験が可能な2脚実験装置を設計製作した.これを対象にした検討については来年度以降実施する.なお,これまで考えてきたダンパ質量を上方に飛ばす方式の運動量交換と併用して,別のダンパ質量を下方に落す方式の研究も行い,シミュレーションにより有効性を確認した.また,制御対象に柔軟な部分がある場合の検討も行える準備を進めた.本課題では機械構造物に入力される衝撃にともなう応答を制御する目的で,玉突きの原理とアクティブ制御を融合した,運動量交換型ダンパ機構について研究している.その応用として,次世代月惑星探査機の着陸時衝撃応答制御に活用し,リバウンドや転倒の防止を図り,ロバストで高信頼かつ経済的な着陸機構の実現を目指している.本年度交付申請書記載の三点の研究実施内容の内,一点目である,探査機上方への運動量交換のみならず,別のダンパ質量を下方に落す方式については,一つのダンパ質量のみで上下両方向の運動量交換を実現する手法を確立した.これは上下両方向で運動量交換の望ましいタイミングが異なる点に着目したことで導かれた手法であり,本手法により探査機への搭載質量の削減が可能になる.二点目である,2脚の実験装置を前提とした2次元での制御問題については,詳細なシミュレーションを実施することで本問題に関する衝撃応答制御の原理が明らかにされた.これまで1次元での問題においてはリバウンド抑制性能を中心に考察してきたが,2次元での問題を検討することによって,本研究が提案する制御方式が探査機の転倒防止にも有効であることを明らかにした.三点目である,エネルギー交換型の研究については着陸時の親機子機分離制御に関して,シミュレーションのみならず実験的にもその有効性を確認した.この成果はすでに海外の有力ジャーナルにも論文として投稿している.さらに,三点目の内容に関しては特許出願も行った.他に,振動系を有する対象に衝撃力が入力される際の検討も昨年度に引き続き実施した.本課題では機械構造物に入力される衝撃にともなう応答を制御する目的で,玉突きの原理とアクティブ制御を融合した,運動量交換型ダンパ機構について研究している.その応用として,次世代惑星探査機の着陸時衝撃応答制御に活用し,リバウンドや転倒の防止を図り,ロバストで高信頼かつ経済的な着陸機構の実現を目指している.本年度交付申請書記載の二点の研究実施内容の内,一点目の「23年度に実施した1次元1軸方向のみの落下衝撃実験に用いたシステムを2次元での実験が可能な2脚実験装置に拡張し,このシステムを対象としたシミュレーションならびに実験的検討を実施」については,23年度までのダンパ質量を上方に飛ばす方式の運動量交換のみならず,別のダンパ質量を下方に落す方式の併用が加速度応答の抑制などに効果的であることを明らかにした上で,これも含めた運動量交換型ダンパ機構の2次元2脚装置への拡張について検討している.ただし,一部の内容をシミュレーションで検討した段階であり,実験的検討については25年度に引き続き実施する.二点目の「振動系を有する対象に衝撃力が入力される際の検討をシミュレーションと実験により実施」については,2台の自走台車から成る水平移動型の実験システム設計製作し,シミュレーションによる検討を実施している.これを対象にした実験的検討についても25年度に実施する.上記の他に,運動量交換型と並行して,ポテンシャルエネルギーと運動エネルギーを交換しながら同様の衝撃応答制御を達成できるエネルギー交換型についても考案し,シミュレーションと実験による検討を開始して良好な結果を得ている.

本年度交付申請書に記載の二点の研究実施内容に関してはおおむね順調に遂行し,一点目に関する研究成果をまとめた内容を,3月に英文誌に投稿した.本年度はさらに関連する他の内容にまで進んで取り組むことができた.ただし,複数衝撃を受ける多自由度の制御問題には未着手であり,次年度以降研究を進める.25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度交付申請書に記載の二点の研究実施内容に関して,シミュレーションによる検討はおおむね順調に遂行している.ただし,実験的検討については多くが25年度に持ち越されている.一方,新しくエネルギー交換型による検討も開始しており,こちらはシミュレーション,実験の両検討とも順調に進んでいる.探査機上方への運動量交換のみならず,別のダンパ質量を下方に落す方式は,着陸時の加速度応答低減に効果的であることがシミュレーションにより明らかになった.次年度前半はこの内容の実験的な検討を実施する.それに引き続き,次年度後半は2脚の実験装置を前提とした2次元での制御問題を検討する.一方,本年度製作した着地面へ落下させる実験装置の他に,水平方向に衝撃を加えられる装置の導入も進めており,これを用いた衝撃応答の研究も進めて行く.25年度が最終年度であるため、記入しない。探査機上方への運動量交換のみならず,別のダンパ質量を下方に落す方式の実験的検討を実施する.それに引き続き,25年度後半は2脚の実験装置を前提とした2次元での制御問題を実験的にも検討する.一方,振動系を有する対象に衝撃力が入力される際の検討やエネルギー交換型の研究も精力的に進めて行くとともに,最終年度であるので研究の取りまとめを行い,次段階の研究ステップ(砂地等に対する着陸実験や,3次元4脚実験装置を前提とした検討など)への構想を整理する.
電子顕微鏡像の単粒子解析での構造分類と3次元再構成法の開発

安永は、電子顕微鏡像の単粒子解析方法の開発を進めた。まず、電子顕微鏡像の自動抽出のために、SVM(support Vector machine)を用いた新規のアルゴリズムを開発し、Wseas Trans.Biol.Biomed.に報告した。さらに、電子顕微鏡像のデフォーカスによる像の歪みを高速に補正するためのプログラムを開発した。次に、単粒子解析三次元再構成法のための新規の角度決定法として特徴量抽出法をもちいた角度決定法を開発し、この手法は従来の共相関法に比べ雑音に強いということがわかった。傾斜シリーズを用いた三次元再構成法に関して、迅速かつ高精度の解析システムを構築し、インテグリンに適用し、有効であることを示した。構造分類に関しては、主成分分析とクラスター解析を組み合わせた手法を開発してきた。ミオシンII/VI/IX,ダイニンなどの分子モーターに開発した手法を適用し、現在、三次元像を確度の高いものとしているところである。さらに、筋肉の細いフィラメント内部のトロポニンIのC末端サブドメインの位置を電子顕微鏡法で同定し、NMR観察の情報を統合化することにより、J.Mol.Biol.に報告した。また、鞭毛内部での軸糸内椀ダイニンcの配置をクラスター分類、精密化による画像処理法を用いて同定し、J.Biol.Chem.に報告した。電子顕微鏡法により得られた三次元構造の原子モデリングのための新しいアルゴリズムを開発し、J.Plasma.Phys.に印刷中である。
障害者教育法におけるインクージョンと適切性の概念について

インクルーシブ教育の理念は、日本の障害児教育法制の法原理になったと考えられるが、それを構成する〈共生・包容〉と〈教育の質・適切性〉の保障、合理的配慮の解釈をめぐって混沌とした状況が続いている。たとえば、文科省は「インクルーシブ教育」、「合理的配慮」を制度に反映するにあたって、既存の制度を前提とした日本特有の意味づけを行っており、共生・包容の目的が後退せざるを得ない仕組みを想定していると考えられる。本研究においては、アメリカの障害児教育法制におけるインクルーシブ教育、合理的配慮の在り方を素材として、文科省が示す「インクルーシブ教育」、「合理的配慮」の特殊性について分析を行った。本研究の目的は、日本の障害児教育法制におけるインクルージョンと「適切性」の問題について検討を行うことである。平成25年度の研究推進方策として、1日本の障害児教育法制の改革案の検討(内閣府と文科省の各委員会の提案について)、2日本の障害児教育をめぐる法制度の検討、3アメリカ法との比較検討を挙げていた。1、2に関する研究成果としては、菊池馨実、川島聡、中川純編『障害法』(成文堂、近刊)の第9章「障害と教育法」において、日本の障害児教育法制及び、改革案についてまとめた。また、13の統括として、社会保障法学会(2014年5月24日)において報告を行う予定である。なお、当該報告については、2014年1月12日の東京社会保障法研究会(早稲田大学にて開催)において、学会プレ報告を行っている。なお、障害法に関する研究成果として、今川奈緒「公職選挙法一一条一項一号の違憲性と成年被後見人選挙権確認訴訟:東京地判平成二五年三月一四日(賃社一五九〇号二八頁、判時二一七八号三頁)について」賃金と社会保障1599号(2013年)もあげられる。上記13の研究成果から、教育の「場」と「質」が保障されて、初めてインクルーシブ教育とは実現されるものであり、インクルーシブ教育を強調するあまりに特別支援学校を否定的にとらえること、あるいは、特別支援学級、特別支援学校の存在を前提にして、適切な支援を行うことで通常学級に在籍できる可能性を十分考慮することなく、就学先の決定を行うことは、インクルーシブ教育の本質を見失うことになりかねないとの見解を導き出している。障害児教育法制における「適切性」とは、「場」と「質」を共に保障することであり、その実現に向けた法制度の在り方について引き続き研究を進める予定である。本研究の目的は、アメリカ法との比較研究により、日本の障害児教育法制度の中に「インクルージョン」、「適切性」、「合理的配慮」の理念を導入するための示唆を得ることである。現在米国において、障害児の約50%が通常学級に在籍しているが、米国の障害者教育法(IDEA)においては、インクルージョン等の文言は明記されていない。IDEAはインクルージョンを明記するのではなく「より制限のない環境(LRE)の原則」を用いることによって、インクルーシブ教育を進めてきた。平成24年度の研究目的は、IDEAにおいてLREの原則が用いられた理由を明らかにすることであった。平成24年度の研究実施計画は、1IDEAの立法制定過程、および219902012年の関連裁判例について調査・検討を行うことであった。したがって、拙稿「インクルージョンと分離を巡る一考察ー障害者教育法におけるLREの原則について」大原社会問題研究所雑誌640号(2012年)における研究成果を基に、上記2点の検討を進めた。その結果、アメリカの障害者教育法(IDEA)においてインクルージョン等の包摂を示す文言ではなく、より制限のない環境(LRE)の原則が用いられてきたのは、インクルージョンか分離かという環境を選択する前提として、障害児のニーズに応じた適切な教育を保障することが重視されてきたからであるということが明らかになった。日本の障害児教育においては原則分離の仕組みがとられており、これを原則インクルージョンに改めようとする動きがみられるが、アメリカの障害者教育法(IDEA)のように、「適切な公教育」の保障を前提にインクルージョンを明記することなくこれを推進することは、教育の多義性、差異性に対応する有効な手段の一つであると考えられる。研究成果として、まず、2014年5月24日に日本社会保障法学会・第65回春季大会のシンポジウム「転換期にある障害者法制の課題と展望」において、「障害児教育における合理的配慮の射程」と題する報告を行った。

本報告は、2013年の障害者権利条約の批准、学校教育法施行令の改正をうけて、インクルーシブ教育は、日本の障害児教育法制の法原理となったと考えられるが、それを構成する、「共生・包摂」と「適切性」の理念のとらえ方の相違から、制度改革が混沌としたものとなっており、現在日本において想定されている仕組みのもとでは、その実現が困難であるとの指摘を行ったものである。アメリカの障害児教育法制を素材として、インクルーシブ教育、教育における合理的配慮、差別禁止アプローチのあり方について検討を行ない、日本におけるインクルーシブ教育、合理的配慮の理念の特殊性、実現可能性について考察を行った。本報告は論文として、社会保障法30号(2015年)に登載された。次に、日本の障害児教育法制の現状についてまとめたものとして、菊池馨実=中川純=川島聡編著『障害法』(成文堂、2015年)「第8章障害と教育法」166-184頁(織原保尚氏との共同執筆)、荒牧重人=小川正人=窪田眞二=西原博史編『基本法コンメンタール教育関係法(別冊法学セミナー)』(日本評論社、2015年6月刊行予定)学校教育法78条-82条[特別支援学校関連]を執筆した。最後に、児童自立支援施設において、軽度の発達障害等をかかえる児童が起こした性的暴行事件について、札幌地裁平成24年9月26日判決判時2170号88頁(第一審)、札幌高判平成25年10月18日判例集未掲載(控訴審)の評釈を行い、法的な観点から、施設等の責任について検討を行った。本評釈は、賃金と社会保障(2015年刊行予定)に登載される予定である。行政法、障害児教育法【研究実績の概要】で記したように、平成25年度の研究推進方策については、ほぼ予定通りに行ったが、現地調査のみ行うことができなかった。本研究の目的遂行の手段として、アメリカ法との比較検討を行うことを掲げているが、その実施に当たっては法制度、理論上の検討を行うだけでなく、現地調査を行い、法学研究者、学校関係者等当事者にインタビューを行い、インクルーシブ教育の実態を把握しることが必要である。したがって、現地調査を行うことができなかったことふまえて、上記の評価とした。平成24年度の研究目的は、IDEAにおいてLREの原則が用いられた理由を明らかにすることであった。具体的な研究実施計画は1IDEAの立法制定過程、および219902012年の関連裁判例について調査・検討を行うことであり、これらについては、拙稿「インクルージョンと分離を巡る一考察ー障害者教育法におけるLREの原則について」大原社会問題研究所雑誌640号(2012年)に一定の研究成果がまとめられている。本研究の最終的な目的は、アメリカ法との比較研究から、日本の障害児教育法制度の中に「インクルージョン」、「適切性」、「合理的配慮」の理念を導入するための示唆を得ることであるので、アメリカ法の研究と並行して日本の障害児教育法の現状、問題点を明らかにする必要がある。日本におけるインクルージョンと「適切性」の問題について研究を行うことは次年度の研究計画であったが、より効果的に日米法の比較検討を行うために、予定を早めて日本法の検討も進めることにした。研究成果としては、2012年10月8日の『公開シンポジウム「教育と障害差別禁止法」』における報告「障害児への適切な教育の保障について」、および、荒牧重人・小川正人・窪田眞二・西原博史編『基本法コンメンタール教育関係法(別冊法学セミナー)』日本評論社(7882条担当)があげられる。上記研究成果から、障害児教育法制における教育の「適切性」の実現には、「場」と「質」を共に保障することが不可欠であると考えられる。
大腸癌における接着因子NCAMと腫瘍関連マクロファージとの相互作用解析機構の解明

マクロファージは線維芽細胞や血管内皮細胞などとともに、がんの微小環境を形成する主要な構成要素の1つである。マクロファージの中でも腫瘍と会合するマクロファージは腫瘍関連マクロファージ(TAM)と定義され、様々な種類の癌の進展に関与することが報告されている。本研究では大腸癌微小環境における腫瘍ならびにTAMにおける接着因子発現の役割、およびその関連遺伝子との相互作用について培養細胞系や臨床検体を用いた解析を行い、大腸癌におけるTAMの役割を明らかとすることでTAMを標的とした新規分子標的治療および新規の予後予測バイオマーカーの開発を視野に入れ研究を行う。
ヒストンアセチル化制御による免疫寛容誘導と移植後膵島保護作用の研究

(目的)膵島移植における問題点として免疫抑制剤自体の副作用が挙げられる。ドナー特異的輸血(DST)は免疫抑制剤以外でドナー特異的な免疫寛容を誘導する方法であるが、単独での効果には限界があると考えられる。調節性T細胞(Treg)を増加させる作用を有するHDAC阻害剤(HDACi)に着目し検討した。(成果)DSTとHDACiの併用により、対照群と比較して胸腺・脾臓内のリンパ球のTreg比率は有意に上昇した。一方CD4+IL17+TcellはDST群と比較して有意に低下した。DST+HDACi併用群ではDST単独群と比較して移植片生着期間は延長した。(本研究の目的)膵島移植における問題点として、免疫抑制剤の非特異的免疫抑制作用や免疫抑制剤自体の副作用が挙げられる。ドナー特異的輸血(DST)は免疫抑制剤以外でドナー特異的な免疫寛容を誘導する方法としてこれまでに検討されているが、単独での効果には限界があると考えられる。近年、調節性T細胞(Treg)を増加させる作用や炎症性サイトカインの産生を抑制するという報告、ヒストンの脱アセチル化によって膵島の生存率やインスリン分泌能を上昇させるという報告があるHDAC阻害剤(HDACi)に着目し、本研究ではDSTと併用することによる免疫寛容誘導効果について検討する。(研究計画)平成24年度HDACiによる膵島保護作用の検討、DSTにHDACiを併用することによるTreg・Th17発現変化の検討平成25年度DSTのドナー特異性、安全性の検討、DSTにHDACiを併用することによるマウス異系膵島移植モデルでのグラフト生着期間の検討(研究成果)1.HDACiによる膵島保護作用の検討マウス膵島単離の手技を確立した。今後は単離したマウス膵島と併せて、細胞株での検討も行う予定である。2.DSTにHDACiを併用することによるTreg・Th17発現変化の検討DSTとHDACiの併用により、対照群と比較して胸腺・脾臓内のリンパ球のTreg比率は有意に上昇した。3.DSTのドナー特異性、安全性の検討上記2での検討と同様のDST単独群とDST+HDAC阻害剤の群で抗体産生(IgG)を検討する。4.DSTにHDACiを併用することでのマウス異系膵島移植モデルグラフト生着期間の検討DST+HDACi併用群ではDST単独群と比較して移植片生着期間は延長した。近年調節性T細胞(Treg)を増加させる作用や炎症性サイトカインの産生を抑制するといった報告、膵島の生存率やインスリン分泌能を上昇させるといった報告があるHDAC阻害剤(HDACi)に着目し、本研究ではDSTと併用することによる免疫寛容誘導効果について検討する。(研究成果)1.HDACiによる膵島保護作用の検討ブタ膵島を用いてHDACiによる膵島保護作用を検討したが、サイトカインによる細胞傷害が弱く、保護作用は明らかではなかった。マウス膵島単離の手技を確立しており、今後は単離したマウス膵島と併せて、細胞株での検討も行う予定である。1.HDACiによる膵島保護作用の検討サイトカイン添加による膵島の保護作用の成果は得られていないが、膵島単離の手技は確立できており、細胞株での検討と併せて今年度に検討を行う。2.DSTにHDACiを併用することによるTreg・Th17発現変化の検討上記の通り、DSTとHDACiの併用により胸腺・脾臓内のリンパ球のTreg比率は有意に上昇するとの結果が得られている。

一方CD4+IL17+TcellはDST群と比較して有意に低下する結果が得られており、本年度はさらなる遺伝子発現の変化につき検討する。3.DSTのドナー特異性、安全性の検討上記の検討2い続いて、今年度に検討を行う予定である。4.DSTにHDACiを併用することでのマウス異系膵島移植モデルグラフト生着期間の検討DST+HDACi併用群ではDST単独群と比較して移植片生着期間は延長した。上記の通り、研究計画2.4は仮説にあった結果が一部であるが得られている。研究計画1.3についても手技は確立できており、本年度に進行する予定であり、現在のところおおむね順調に進展できていると考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。1.HDACiによる膵島保護作用の検討サイトカイン添加による膵島の保護作用の成果は得られていないが、膵島単離の手技は確立できており、細胞株での検討と併せて本年度に検討を行う。2.DSTにHDACiを併用することによるTreg・Th17発現変化の検討上記の通り、DSTとHDACiの併用により胸腺・脾臓内のリンパ球のTreg比率は有意に上昇するとの結果が得られている。3.DSTのドナー特異性、安全性の検討上記の検討2い続いて、本年度に検討を行う予定である。4.DSTにHDACiを併用することでのマウス異系膵島移植モデルグラフト生着期間の検討DST+HDACi併用群ではDST単独群と比較して移植片生着期間は延長するとの結果が得られている。
動的リコンフィギャラブルシステム向けの処理記述手法に関する研究

本研究では,動作中にハードウェアの回路情報を変更することで効率的な処理の実現が期待できる動的リコンフィギャラブルシステム向けのアプリケーションを実装する際に,アプリケーションの生産的でかつ効率的な記述手法の開発を行った.動的リコンフィギャラブルシステムのアプリケーション実現において,プログラミング言語を用いたハードウェア設計の有効性,グラフィックスプロセッサ向けの記述言語の応用の可能性,抽象度の高いハードウェア記述手法の必要性を明確にした.本研究では,動的リコンフィギャラブルシステム上にアプリケーションを実装する際の設計方式に関して,プログラミングおよびハードウェア記述手法とリコンフィギャラブルデバイスの制御手法に着目し評価と検討を行い,生産的でかつ効率的なアプリケーション記述手法を明確にすることを目指す.特にアプリケーションの記述言語とその言語処理系に着目し,動的なデバイス向けの設計手法の開発に取り組み,動的リコンフィギャラブルシステム用のアプリケーションを効率的に設計・開発する枠組みを記述言語レベルから提案することを目指す.平成24年度は,前年度から引き続き,既存のハードウェア記述言語,プログラミング言語を用いたハードウェア設計手法に関する調査を継続するとともに,それらの言語処理系(検証系,合成系)の研究調査,および動的リコンフィギャラブルデバイスに適した記述手法開発を中心に以下の研究に取り組んだ.1.動的リコンフィギャラブルデバイス向けのアプリケーション記述言語の開発:既存のハードウェア記述言語およびプログラミング言語を用いたハードウェア設計手法に関する調査と具体的なアプリケーションの設計を行い,動的リコンフィギャラブルデバイス向けのアプリケーション記述言語の開発に取り組んだ.2.動的なハードウェア構成情報の生成手法の検討:実行時に動的にハードウェア構成情報を生成する手法,既存のハードウェア記述言語への変換手法と処理系への実装を検討した.3.プロトタイプ言語処理系の開発:1.の記述方式を具現化するために,言語処理系の設計およびプロトタイプの言語処理系の開発を進めた.本研究では,動的リコンフィギャラブルシステム上にアプリケーションを実装する際の設計方式に関して,プログラミングおよびハードウェア記述手法とリコンフィギャラブルデバイスの制御手法に着目し評価と検討を行い,生産的でかつ効率的なアプリケーション記述手法を明確にすることを目指す.特にアプリケーションの記述言語とその言語処理系に着目し,動的なデバイス向けの設計手法の開発に取り組み,動的リコンフィギャラブルシステム用のアプリケーションを効率的に設計・開発する枠組みを記述言語レベルから提案することを目指す.平成25年度は,前年度から引き続き,既存のハードウェア記述言語,プログラミング言語を用いたハードウェア設計手法に関する調査を継続するとともに,それらの言語処理系(検証系,合成系)の研究調査,および動的リコンフィギャラブルデバイスに適した記述手法開発を中心に以下の研究に取り組んだ.1.動的リコンフィギャラブルデバイス向けのアプリケーション記述言語の開発:既存のハードウェア記述言語およびプログラミング言語を用いたハードウェア設計手法に関する調査に取り組むとともに,ハードウェアでの処理に必要な基本的な演算器および具体的なアプリケーションの設計を行い,動的リコンフィギャラブルデバイス向けのアプリケーション記述手法の検討および記述言語の開発に取り組んだ.2.動的なハードウェア構成情報の生成手法の検討:実行時に動的にハードウェア構成情報を生成する手法,既存のハードウェア記述言語への変換手法と処理系への実装に関して検討を進めた.3.言語処理系の開発:1.の記述手法を具現化するために,既存のハードウェア記述言語の拡張による処理系の実現とそれを用いた評価,およびプロトタイプの言語処理系の開発を進めた.本研究では,動作中にハードウェアの回路情報を変更することで効率的な処理の実現が期待できる動的リコンフィギャラブルシステム向けのアプリケーションを実装する際に,アプリケーションの生産的でかつ効率的な記述手法の開発を行った.動的リコンフィギャラブルシステムのアプリケーション実現において,プログラミング言語を用いたハードウェア設計の有効性,グラフィックスプロセッサ向けの記述言語の応用の可能性,抽象度の高いハードウェア記述手法の必要性を明確にした.本研究では,動的リコンフィギャラブルシステム上にアプリケーションを実装する際の設計方式に関して,プログラミングおよびハードウェア記述手法とリコンフィギャラブルデバイスの制御手法に着目し評価と検討を行い,生産的でかつ効率的なアプリケーション記述手法を明確にすることを目指す.特にアプリケーションの記述言語とその言語処理系に着目し,動的なデバイス向けの設計手法の開発に取り組み,動的リコンフィギャラブルシステム用のアプリケーションを効率的に設計・開発する枠組みを記述言語レベルから提案することを目指す.平成23年度は,既存のハードウェア記述言語,プログラミング言語を用いたハードウェア設計手法に関する調査,それらの言語処理系(検証系,合成系)の研究調査,および動的リコンフィギャラブルデバイスに適した記述手法開発を中心に以下の研究に取り組んだ.1.動的リコンフィギャラブルデバイス向けのアプリケーション記述言語の開発:既存のハードウェア記述言語およびプログラミング言語を用いたハードウェア設計手法に関する調査を実施し,動的リコンフィギャラブルデバイス向けのアプリケーション記述言語の開発に取り組んだ.2.動的なハードウェア構成情報の生成手法の検討:実行時に動的にハードウェア構成情報を生成する手法,既存のハードウェア記述言語への変換手法を検討した. 3.プロトタイプ言語処理系の開発: 1.の記述方式を具現化するために,言語処理系の設計およびプロトタイプの言語処理系の開発を実施した.平成24年度は,前年度から引き続き既存のハードウェア記述言語とそれらの言語処理系(検証系,合成系)の研究調査を行うとともに,動的リコンフィギャラブルデバイスに適した記述手法開発およびプロトタイプ言語処理系の開発を中心に取り組んだ.具体的には1.動的リコンフィギャラブルデバイス向けのアプリケーション記述

言語の開発,2.動的なハードウェア構成情報の生成手法の検討,および3.プロトタイプ言語処理系の開発を行った.1.の記述言語の開発に関しては,既存のハードウェア記述言語(具体的には,SFLおよびNSLといった高水準な記述が可能な言語)およびプログラミング言語を用いたハードウェア設計手法(具体的には,JavaベースのJHDL,ScalaベースのChisel,グラフィックスプロセッサデバイスでの汎用計算向け記述言語のCUDA,OpenCL C,OpenACC,および,FGPAアクセラレータの設計言語MaxJ)の調査を進めるとともに暗号関連のアプリケーション実装を行うことで,記述言語の詳細設計を行った.2.に関しては,ベース言語からのハードウェア構成情報生成手法の実装を検討するとともに,3.のプロトタイプ処理系の開発を進めた.以上のとおり,当初の計画どおり概ね順調に進展していると言える.平成23年度は,既存のハードウェア記述言語とそれらの言語処理系(検証系,合成系)の研究調査を行い,動的リコンフィギャラブルデバイスに適した記述手法開発を中心に取り組んだ.具体的には(1)動的リコンフィギャラブルデバイス向けのアプリケーション記述言語の開発,(2)動的なハードウェア構成情報の生成手法の検討,および(3)プロトタイプ言語処理系の開発を行った. (1)の記述言語の開発に関しては,既存のハードウェア記述言語(具体的には,SFLおよびNSLといった高水準な記述が可能な言語)およびプログラミング言語を用いたハードウェア設計手法(具体的には,JavaベースのJHDL,ScalaベースのChisel,および,グラフィックスプロセッサデバイスでの汎用計算向け記述言語のOpenCL C)の調査を行い,それらの調査結果を元にベースとなる記述言語を決定し,記述言語の基本設計を行った.(2)に関しては,ベース言語からのハードウェア構成情報生成手法の実現の見通しが得られ,また,(3)のプロトタイプ処理系の開発にも着手した.以上のとおり,当初の計画どおり概ね順調に進展していると言える.
チアゾリジン誘導体の抗動脈硬化作用におけるアディポサイトカインの役割の解明

(1)血管平滑筋細胞に対するTZDsの抗動脈硬化作用野生型マウスの血管平滑筋細胞(VSMC)を採取し、過酸化水素による酸化ストレスや断続的高血糖によるアポトーシスを誘導した。TUNEL染色やラダーアッセイによるDNA断片化の検討にて、このアポトーシスはTZDsにより濃度依存性に抑制されることを認めた。TZDsによりWestern blotにおいてBcl-xなどのアポトーシス関連蛋白発現も変化し、TZDsによりアポトーシスが抑制されることを確認した。VEGFによるVSMCの細胞増殖はTZDsにより抑制され、レプチンの同時添加によりTZDsによるアポトーシスや細胞増殖抑制は減弱した。レプチン受容体欠損db/dbマウスにてTZDsによるVSMCのアポトーシスや細胞増殖抑制作用を検討中である。(2)血管平滑筋細胞におけるTZDsの抗動脈硬化作用におけるAMPKの関与VSMCのAMPK (AMP-activated protein kinase)は、過酸化水素、酸化LDL等の酸化ストレスにより亢進する。TZDsやアディポネクチン投与にて、VSMCにおけるAMPKのリン酸化が亢進し、レプチンにてAMPKのリン酸化が減弱した。更に、VSMCにおけるTZDsによる細胞増殖抑制などの抗動脈硬化作用に対するAMPKの関与を検討中である。(3)マクロファージに対するTZDsの抗動脈硬化作用THP-1など単球系細胞にて、TZDsがCD36、SR-Aなどスカベンジャー受容体を調整し、MCP-1,MMP-9などの発現を抑制することを定量的PCRで認め、抗動脈硬化作用が示唆された。(4)ヒトにおける食後高血糖是正による抗動脈硬化作用2型糖尿病にて食後高血糖是正によりICAM-1、VCAM-1などの接着因子やhsCRPなどの炎症マーカーや尿中80HdGなどの酸化ストレスマーカーが低下した。1)動硬硬化巣の血管平滑筋細胞アポトーシスやシグナルに対するTZDsの作用の検討(2)肥満合併糖尿病患者における血中レプチン・アディポネクチンの比とPWVの相関およびTZDsの抗動脈硬化作用Pioは抗動脈硬化作用を有するが、脂肪細胞由来のアディポネクチン(A)は抗動脈硬化作用を、レプチン(L)は動脈硬化促進作用を報告されている。今回当院倫理委員会で承認された同意書のある肥満合併2型糖尿病60例において血中L、Aと大動脈脈波伝播速度(PWV)を測定した。LとA単独ではPWVと有意な相関は認められないが、L/A比はPWVと有意な相関を認めた。L/A比が高値になるにつれ、PWVが上昇していた。又Pio投与によりL/A比は有意に低下し、その低下率とPWV低下率には相関が認められた。肥満合併糖尿病のメタボリックシンドロームでは、L/A比の測定は動脈硬化進展の生化学的な指標として有用である可能性が示唆され、TZDsの抗動脈硬化作用とも関連していた。
鼻咽腔閉鎖機能の制御機構に関する神経生理学的研究

鼻咽腔閉鎖機能の神経生理学的分析を目的に、交付申請書に記載した備品として、平成6年度-ポリグラフシステム(日本光電:RM-6000)、平成7年度-データ収録解析装置(バイオリサーチセンター株式会社:Maclab8)を購入し、本研究に使用した。実験動物としてネコを用いて行い、ハロタン麻酔下、除脳後、軟口蓋拳上運動の主体である、口蓋帆挙筋に双極針電極を刺入し、筋活動の分析を行った。平成6年度においては、舌背粘膜に非侵害性の適度な機械的刺激を加え、刺激部位の違いによる応答様式についての検討を行った。その結果、舌背粘膜各部位への圧刺激により、口蓋帆挙筋に興奮あるいは抑制の反射性筋活動が生じた。同筋の反射応答は、刺激前の筋の活動状態(background activity:BGA)によって変化した。BGAが低い時には、興奮反射が生じやすく、BGAが高くなるに従い興奮効果が減弱し、反射効果が興奮から抑制に逆転した。さらにBGAが高くなると抑制効果が増強した。反射効果が逆転するBGAの値(reversal level)は、刺激部位が口腔の吻側から尾側に移動するに従い、高くなった。したがって、口蓋帆挙筋は口腔の尾側部から興奮反射が生じやすく、吻側部から抑制反射が引き起こされやすいと考えられた。平成7年度も動物実験を継続して行い、咀嚼、嚥下、発音時の口蓋と舌との接触様式を想定し、舌と口蓋への同時刺激を行い、口蓋帆挙筋の応答様式を比較検討した。その結果、同時刺激時のreversal levelは、刺激部位が口腔の吻側から尾側に移動するに従い高くなり、舌単独刺激時の応答性と一致していた。この同時刺激時のreversal levelを舌単独刺激時と比較すると、前者が高い値を示し、興奮効果が増強することが明らかとなった。以上より、口蓋帆挙筋は舌と口蓋粘膜から、巧妙な反射性制御を受けていることが明らかとなった。鼻咽腔閉鎖機能の神経生理学的分析を目的に、本年度申請書に記載した備品としてポリグラフシステム(日本光電:RM-6000)を購入し本研究に使用した。実験動物としてネコを用いて行い、ハタロン麻酔下、除脳後、軟口蓋挙上運動の主体である、口蓋帆挙筋に双極針電極を刺入し、舌背粘膜に非侵害性の機械的刺激を加え、刺激部位の違いによる同筋の筋活動を筋電図で記録し、その応答様式についての検討を行った。舌尖部、舌中央部、舌根部への圧刺激により口蓋帆挙筋に興奮あるいは抑制の反射性筋活動が生じた。刺激前の筋の活動状態(background activity:BGA)が低いときには興奮反射が生じやすく、BGAが高くなるにつれ興奮効果が減少し、さらに高くなると抑制反射へと変化した。この反射効果が逆転するBGAの値は、舌尖部、舌中央部、舌根部へと刺激部位が口腔の吻側から尾側に移るに従い、高くなる傾向を示した。この結果から、口蓋帆挙筋は舌尖部から抑制反射が生じやすく、舌根部から興奮反射が起こりやすいと考えられ、軟口蓋運動は、1993年に教室の今井が報告した口蓋粘膜からの制御機構だけではなく、舌感覚とも深い関連性を有しながら、行われていることが明らかとなった。本研究の一部は第18回日本口蓋裂学会総会(1994)において報告した(焦暁輝、他)。

以上のように口蓋帆挙筋の反射制御についての詳細が明らかになってきたが、発音制御機構を考慮した場合、舌と上顎前歯を含む口蓋各部への接触様式が、構音に際し重要であることがよく知られており、今後、舌と口蓋への同時刺激による同筋の応答様式の解析が必要と考えられる。平成7年度においては、動物実験を継続して行い、同時刺激時の刺激部位の違いによる応答についての分析を行い、制御機構の解析を進める予定である。鼻咽腔閉鎖機能の神経生理学的分析を目的に、本年度申請書に記載した備品として、データ収録解析装置(バイオリサーチセンター株式会社:Maclab8)を購入し本研究に使用した。平成6年度に引き続きネコを用いて動物実験を行い、ハロタン麻酔下、除脳後、軟口蓋挙上運動の主体である。口蓋帆挙筋に双極針電極を刺入し、口蓋と舌背粘膜へ同時に、非侵害性の機械的刺激を加え、同筋の筋活動を筋電図で記録し、刺激部位の違いによる応答様式についての検討を行った。口蓋及び舌背粘膜への同時刺激により口蓋帆挙筋に興奮あるいは抑制の反射性筋活動が生じた。口蓋帆挙筋の反射応答は、舌単独刺激時と同様に刺激前の筋の活動状態(background activity:BGA)によって変化した。BGAが低い時には、興奮反射が生じやすく、BGAが高くなるに従い興奮効果が減弱し、反射効果が興奮から抑制に逆転した。さらにBGAが高くなると抑制効果が増強した。BGAが興奮から抑制に逆転するBGAの値(reversal level)は、舌尖部と硬口蓋前方部で7.4Hz、舌中央部と硬口蓋後方部で11.2Hz、舌根部と軟口蓋で14.2Hzであった。刺激部位が口腔の吻側から尾側に移動するに従い高くなり、舌単独刺激時の応答特性と一致していた。また、同時刺激時のreversal levelは、単独刺激時の値に比し高かった。以上の結果から、口蓋帆挙筋は口腔吻側部から抑制反射が生じやすく、口腔尾側部から興奮反射が引き起こされやすいことが明らかとなった。さらに、同時刺激時の反射応答は舌への単独刺激より、興奮効果が増強することが明らかとなり、これは空間的加重が生じているものと考えられた。
抗酸化物質を高生産するトランスジェニック薬用植物の作出

多くの植物種に広く分布するフラボノイド、アントシアニン、カテキン等のポリフェノール類は、強力な抗酸化活性をもち、活性酸素や種々のオキシダントで引き起こされる疾病を予防する機能を有することが、明らかにされ注目されている。このような抗酸化物質を豊富に含む植物を摂取することで酸化に起因する疾病を予防することが期待される。そこで本研究では、抗酸化物質生産能力の改良を目的とした遺伝子エンジニアリングに用いるための制御因子の探索と解析を行った。植物におけるアントシアニン生合成の制御には、転写制御因子であるMycホモログ、Mybホモログならびに機能の詳細の不明な制御因子WD40因子が関与することが知られている。本研究では、全草においてアントシアニン生産の高発現しているアカジソのように植物からアントシアニン生合成の制御因子を単離し、分子エンジニアリングの材料として用いることを目指して、(1)成分変種特異的に発現する新規Myc遺伝子の探索、(2)アカジソからのWD40ホモログ遺伝子の単離とコードされるタンパク質の機能解析を行った。アカジソとアオジソのmRNAについてディファレンシャルディスプレイを行い、アカジソ特異的に増幅されたPCR産物をプローブとして、アカジソとアオジソの葉の全RNAに対してノーザン解析を行い、2クローンのアカジソ特異的増幅フラグメント(F5RA1-16,F3G1)を得た。シークエンス解析の結果、F3G1は新規であり、F5RA1-16はジヒドロフラボノール4-還元酵素(DFR)cDNAと一致した。さらにF3G1をプローブとしてアカジソ葉cDNAライブラリーをスクリーニングし、全長cDNAを単離した。その結果、F3G1はこれまでに単離されたアントシアニン生合成を制御するMyc様遺伝子と相同性があることが示された。また、アカジソ葉のノーザン解析から、F3G1遺伝子は、アントシアニン生合成遺伝子と同様に光照射によって経時的に誘導されることが示された。このようにF3G1がアントシアニン生合成の発現制御に関与していることが示唆された。また、アカジソから新規WD因子遺伝子を単離し、機能解析を行った。アントシアニン類を分子修飾する糖転移酵素を導入したトランスジェニック植物を作出し、アントシアニンをはじめとする抗酸化物質の高生産を目的として、アントシアニジン3-O-グルコシル転移酵素(3-GT)ならびにアントシアニン5-O-グルコシル転移酵素(5-GT)における基質特異性ならびに反応部位特異性を解析した。3-GTcDNAと5-GTcDNAをシソ(Perilla frutescens)ならびにペチュニア(Petunia hybrida)から単離し、これらのDNAを酵母で発現させて得た組み換えタンパク質を用いて基質ならびに反応部位特異性を解析しだした。その結果、2つの植物由来の3-GTと5-GTタンパク質がそれぞれアントシアニジンの3位とアントシアニンの5位を特異的にグルコシル化することが明らかになった。この結果と各タンパク質の1次構造の比較から、反応部位特異性に関与するアミノ酸残基が推定された。また、シソ5-GTは、アントシアニンの3-グルコシド体、3-(p-クマロイル)-グルコシド体、3-ルチノシド体および3-(p-クマロイル)-ルチノシド体に対してそれぞれの5位をグルコシル化する活性を有した。一方、ペチュニア5-GTは、本来ペチュニアでの基質である3-(p-クマロイル)-ルチノシド体にのみ5-GT活性を示した。これらの結果から、シソとペチュニアの5-GT間で基質特異性が異なり、ペチュニア5-GTではより厳密に基質が選択されていることが明らかになった。今後、これらのcDNAを導入し発現させたトランスジェニック薬用植物を作出する予定である。

その結果、F3G1はこれまでに単離されたアントシアニン生合成を制御するMyc様遺伝子と相同性があることが示された。また、アカジソ葉のノーザン解析から、F3G1遺伝子は、アントシアニン生合成遺伝子と同様に光照射によって経時的に誘導されることが示された。このようにF3G1がアントシアニン生合成の発現制御に関与していることが示唆された。また、アカジソから新規WD因子遺伝子を単離し、機能解析を行った。
小河川排水口埋没にともなう集中豪雨時の低地溢水害対策について

1.岩田は波による河道内水位上昇の算定法について研究を行った.すなわち模型河道に対して不規則波浪を作用せしめ,河道内水位上昇量を計測し,その特性を明らかにした.ついで波平均量の保存則を新たに誘導し,平均水位の算定法を確立した.その結果有義波の波形勾配が大きくなり河口水深hが小さくなるにつれて平均水位上昇量η^^-は大きくなり,最大で^^-=0.12H^^-_h^2(1-^^-^2^^-_h^2/hとなることが明らかになった.ここで^^-_bは河道内での破波高の平均, ^^-はη^^-に対応する地点の平均波高である.2.椹木は暗渠工法による埋没対策において前面開口の場合の暗渠内の堆砂による漂砂の動態,すなわち浮遊砂が卓越するか掃流砂が卓越するかに左右されることに注目し,漂砂の動態の割合について計算し,前面部の半閉塞工法の効果を検討した.さらに次年度には側面開放の場合に対して行う予定である3.出口は河口に離岸堤を設置することによる埋没防止効果に対して理論的,実験的に検討え加え,開口幅が河道幅程度の2基の離岸堤を設置しても顕著な影響を及ぼさないこと,また河川からの流出土砂に対してもあまり捕捉することなく,十分河口処理工法として用いることができることを明らかにした.さらに河口部の地形変動に対して数値モデルを構築したが,離岸堤に対しては精度よく予測できなかった.4.後野・青木は導流堤工法をとりあげ,その堤長が河幅の2倍以内であれば河川流出および流出土砂に殆んど影響を示すことなく,単に波浪による沿岸漂砂の砂止め効果しか示さないこと,しかし流出土砂の粒径が大きい場合には河道内堆砂をし易いことなどを明らかにした.5.中辻は洪水時の河口水位の推算に対して河口密度流の効果をとりあげ, 3次元密度流数値モデルを開発した.そして明石川と淀川の現地実測結果と比較した結果,本モデルは河川流出現象を良好に予報し,実用化の可能性が大きいことを確認した.1.岩田は波による河道内水位上昇の算定法について研究を行った.すなわち模型河道に対して不規則波浪を作用せしめ,河道内水位上昇量を計測し,その特性を明らかにした.ついで波平均量の保存則を新たに誘導し,平均水位の算定法を確立した.その結果有義波の波形勾配が大きくなり河口水深hが小さくなるにつれて平均水位上昇量η^^-は大きくなり,最大で^^-=0.12H^^-_h^2(1-^^-^2^^-_h^2/hとなることが明らかになった.ここで^^-_bは河道内での破波高の平均, ^^-はη^^-に対応する地点の平均波高である.2.椹木は暗渠工法による埋没対策において前面開口の場合の暗渠内の堆砂による漂砂の動態,すなわち浮遊砂が卓越するか掃流砂が卓越するかに左右されることに注目し,漂砂の動態の割合について計算し,前面部の半閉塞工法の効果を検討した.さらに次年度には側面開放の場合に対して行う予定である3.出口は河口に離岸堤を設置することによる埋没防止効果に対して理論的,実験的に検討え加え,開口幅が河道幅程度の2基の離岸堤を設置しても顕著な影響を及ぼさないこと,また河川からの流出土砂に対してもあまり捕捉することなく,十分河口処理工法として用いることができることを明らかにした.さらに河口部の地形変動に対して数値モデルを構築したが,離岸堤に対しては精度よく予測できなかった.4.後野・青木は導流堤工法をとりあげ,その堤長が河幅の2倍以内であれば河川流出および流出土砂に殆んど影響を示すことなく,単に波浪による沿岸漂砂の砂止め効果しか示さないこと,しかし流出土砂の粒径が大きい場合には河道内堆砂をし易いことなどを明らかにした.5.中辻は洪水時の河口水位の推算に対して河口密度流の効果をとりあげ, 3次元密度流数値モデルを開発した.そして明石川と淀川の現地実測結果と比較した結果,本モデルは河川流出現象を良好に予報し,実用化の可能性が大きいことを確認した.
慢性電気刺激の神経節細胞に対する神経保護・軸索再生作用

長期間の電気刺激による網膜神経節細胞への効果を明らかにするために、慢性電気刺激のセットアップを行った。これまでに使用している無線電気刺激装置の出力が最大700μA程度と不十分なことが明らかとなったため、装置を改造して内部の負荷を変更することによって1mA以上の出力を得ることができた。しかし、慢性に電気刺激を安定して行うことが未だ困難であり、より長期間安定して電気刺激を行う動物実験系を確立することが必要であることがわかった。網膜の電気刺激法として、視神経を直接刺激する以外に、コンタクトレンズ型の電極を用いて刺激する経角膜電気刺激法があり、この方法によっても、網膜細胞を電気的に刺激して、網膜神経節細胞の生存を促進できる。視細胞変性モデル動物であるRCSラットに、生後3週から週1回1時間の電気刺激を行った結果、生後5週、7週、9週のいずれでも、外顆粒層の厚さがsham刺激群よりも有意に大きく、視細胞の変性を遅らせる神経保護効果があることがあることが明らかとなった。この角膜からの電気刺激は非侵襲的であるため、慢性に電気刺激を与える方法として有力な方法の一つと考えられる。ただ、経角膜電気刺激による神経保護のメカニズムは、視神経刺激とは異なる可能性が高いため、応用できる範囲が異なることも考えられ、さらに詳細な検討が必要である。虚血性視神経症などのヒトの疾患についても、電気刺激による視機能の回復が起こることが明らかとなっていることを考え合わせると、様々な電気刺激法のそれぞれにおける効果の検討およびメカニズムの解明を通じて、さらなる治療法としての電気刺激の応用の可能性を探る必要があることが明らかとなった。軸索切断後の網膜神経節細胞の生存及び軸索再生が電気刺激で促進できるかどうかを明らかにすることが本研究の目的である。ネコを用いて、網膜神経節細胞の軸索である視神経を切断した直後に急性電気刺激を行って、1週間後の生存を促進できることを明らかにしている。あらかじめ、成ネコの両側外側膝状体・視索に蛍光色素DiIの懸濁液を光反応をモニターしながら脳定位的に注入し、両眼球の網膜神経節細胞のほとんどを逆行性に標識した。急性電気刺激のパラメータを参考にして、刺激電極を慢性的にネコ視神経に留置し、頭蓋骨上に無線電気刺激装置の受信刺激機の接続コネクタを設置し、毎日1時間受信機をコネクタに接続して電気刺激を行い、生存が促進できるかどうかを試みた。その結果、いくつか問題点があることが明らかになった。慢性的に留置するカフ型電極が手術直後に視神経への接触が不十分で刺激が充分でないことがわかり、切断後にカフ電極を装着する際の剥離と電極装着のアプローチを変更した。また、無線刺激装置の出力が不足しているためその改造に加え、有線で刺激することも検討中である。ラットの視神経切断後に経角膜的に眼球を電気刺激して、視神経切断後の網膜神経節細胞の生存を促進させた場合には、その電気刺激によって網膜内にIGF-1の発現が増加することを明らかにした。このIGF-1の発現の増加は電気刺激から4日後にピークを迎えることを明らかにした。視神経刺激とは刺激方法が異なるが、同じように栄養因子の発現の上昇などが起こっているならば、電気刺激は連日でなくても良いことが示唆された。
重力レンズ効果と次世代宇宙望遠鏡でさぐる宇宙再電離

本研究では、初期宇宙の大多数を占めていたと考えられる小質量銀河に着目し、それらの宇宙再電離への寄与についての初期調査を進めた。中でも、初期宇宙の小質量銀河と似た性質を持つ、「極金属欠乏銀河」と呼ばれる近傍銀河の詳細な調査に取り組んだ。この極金属欠乏銀河は、高赤方偏移宇宙の大多数の銀河の形成・進化のメカニズムを知る上で重要な銀河種族である。近傍宇宙に潜む極金属欠乏銀河が見かけ上明るく見えるため、詳細な分光調査が可能となるという利点を生かしている。本年度の主な成果は以下の通りである。[成果1]機械学習を用いた極金属欠乏銀河の新しい選択手法を開発し、その有効性を確認。[成果2]すばる望遠鏡の超広視野撮像装置HSCで取得された大規模データに対して本選択手法を適用し、22個の有望な銀河候補を発見。[成果3]有望な銀河候補のうち4個の銀河に対して初期分光調査を実施し、4個中4個が本物の極金属欠乏銀河であることを確認(特に、約23等級と非常に暗く、従来研究では発見できなかった銀河を含む)。HSCの広領域深撮像データと機械学習に基づく銀河選択手法を組み合わせて、これまでになく暗い極金属欠乏銀河を発見することに成功した。分光データの整約・較正で問題が生じたが、米国カーネギー観測所の共同研究者のもとを訪れ問題を解決した。また、観測提案書を2件提出し、1件がA評価を受けるなど(残り1件は審査中)、来年度の研究に向けた準備も着実に進行させた。初期宇宙の大多数を占めていたと考えられる小質量銀河に着目し、それらの宇宙再電離への寄与についての初期調査を進めた。以上で述べてきたように、本年度は、従来の計画の研究内容と並行して、極金属欠乏銀河の発見手法の開発と詳細な分光調査を行なった。極金属欠乏銀河は近年急速に注目が集まっっている銀河であり、従来の計画では迫れなかった情報を補完的に得ることができるため、こちらも積極的に推進した。実際に、極金属欠乏銀河を発見するなどの実績も出ているほか、来年度に向けた準備も進めており、おおむね順調に研究は進行していると言える。本年度は、研究の重要度を考慮しながら優先順位を検討し、極金属欠乏銀河の研究を優先してきた。今後の研究の方向性としても、まずは極金属欠乏銀河の分光観測の成果を査読論文雑誌に投稿することを最優先としたい。機械学習を用いた手法の開発や、極金属欠乏銀河の発見、金属量・電離光子の発生機構・元素組成比についての研究成果をまとめる予定である。これまでに提出していた複数の観測提案書が採択されたので、極金属欠乏銀河候補全体への分光観測を実施する。ここで取得される新しいデータをは早急に解析し、準備中の論文または次の論文として発表予定である。上述の過程で、共同研究者との議論を行ったり、現地で観測を行ったり、論文投稿を行うなどするため、研究費も予定通り使用される予定である。

分光データの整約・較正で問題が生じたが、米国カーネギー観測所の共同研究者のもとを訪れ問題を解決した。また、観測提案書を2件提出し、1件がA評価を受けるなど(残り1件は審査中)、来年度の研究に向けた準備も着実に進行させた。初期宇宙の大多数を占めていたと考えられる小質量銀河に着目し、それらの宇宙再電離への寄与についての初期調査を進めた。中でも、初期宇宙の小質量銀河と似た性質を持つ、「極金属欠乏銀河」と呼ばれる近傍銀河の詳細な調査に取り組んだ。本年度の主な成果は以下の通りである。[成果1]機械学習を用いた極金属欠乏銀河の新しい選択手法を開発し、その有効性を確認。[成果2]すばる望遠鏡の超広視野撮像装置HSCで取得された大規模データに対して本選択手法を適用し、22個の有望な銀河候補を発見。[成果3]有望な銀河候補のうち4個の銀河に対して初期分光調査を実施し、4個中4個が本物の極金属欠乏銀河であることを確認(特に、約23等級と非常に暗く、従来研究では発見できなかった銀河を含む)。HSCの広領域深撮像データと機械学習に基づく銀河選択手法を組み合わせて、これまでになく暗い極金属欠乏銀河を発見することに成功した。以上で述べてきたように、本年度は、従来の計画の研究内容と並行して、極金属欠乏銀河の発見手法の開発と詳細な分光調査を行なった。極金属欠乏銀河は近年急速に注目が集まっっている銀河であり、従来の計画では迫れなかった情報を補完的に得ることができるため、こちらも積極的に推進した。実際に、極金属欠乏銀河を発見するなどの実績も出ているほか、来年度に向けた準備も進めており、おおむね順調に研究は進行していると言える。本年度は、研究の重要度を考慮しながら優先順位を検討し、極金属欠乏銀河の研究を優先してきた。今後の研究の方向性としても、まずは極金属欠乏銀河の分光観測の成果を査読論文雑誌に投稿することを最優先としたい。機械学習を用いた手法の開発や、極金属欠乏銀河の発見、金属量・電離光子の発生機構・元素組成比についての研究成果をまとめる予定である。これまでに提出していた複数の観測提案書が採択されたので、極金属欠乏銀河候補全体への分光観測を実施する。ここで取得される新しいデータをは早急に解析し、準備中の論文または次の論文として発表予定である。上述の過程で、共同研究者との議論を行ったり、現地で観測を行ったり、論文投稿を行うなどするため、研究費も予定通り使用される予定である。