hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
一般化回転行列に基づく仮想伝搬路を適用した過負荷MIMO無線通信方式の研究

無線通信では同時に送信する信号数を増やすことで通信速度を高速化できる.実際には演算量の制限から,送信信号数を受信アンテナ数以上にすることは困難であった.本研究成果では,一般化回転行列を導入することで演算量を柔軟に制御することに成功した.実際,最大演算量を従来法に比較して100分の1程度に低減できることを示した.これにより送信信号数を受信アンテナ数の34倍に増大できる見込みを得た.さらに繰り返し復号を導入することで伝送特性を改善できる可能性を見出した.受信アンテナ数以上の信号が受信される物理層ネットワークコーディングにおいても,低演算量で最尤検出に近い特性を達成した.(1)多値変調用の仮想伝搬路を適用した受信機16QAM変調のための仮想伝搬路を適用した新しい繰返し受信機構成法を提案した.提案法は携帯電話や無線LAN(Local Area Network)で適用されているOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)無線通信システムへの適用を前提としている.そこで,提案法はOFDMで必須の誤り訂正復号器の軟出力情報を用いた簡易な繰返信号検出を行なう.この繰返し処理によりマルチパスフェージング伝送路において,伝送特性が改善できることを示した.同時に,提案法の処理は非常に簡易なため,演算量はMLDに比較して約1/5,従来法とはほぼ同程度になることを示した.さらに,下記に示す一般化回転行列を適用方法を見いだした.(2)一般化回転行列の構成法一般化回転行列の構成法をQPSK(Quaternary Phase Shift Keying)を対象に検討した結果,何れの構成をとってもフェージング伝送路では同様の特性が得られることを明らかにした.次に,伝送路状況に応じて適応的に一般化回転行列を切り替える構成法を提案した.提案法に基底格子縮小を適用した受信機は,送信ストリーム数4,受信アンテナ数2の過負荷MIMO (Multiple Input Multiple Output)システムにおいて,従来法より伝送特性を大きく改善できることを示した.但し,提案受信機では複数の一般化回転行列生成が必要であり,演算量を増大させてしまう問題点があった.そこで,提案受信機の演算量低減法を提案した.提案演算量低減法はある規則に従い生成する一般化回転行列を制限することで,演算量の低減と特性の維持を図っている.これら提案法を適用することで,特性劣化なく演算量を従来法の70%程度まで低減した.(1)多値変調用の仮想伝搬路を適用した受信機この研究課題では,当初の予定通りに多値変調用の受信機構成法を検討し,提案法によりユーザスループットを2倍以上に出来ることを示した.演算量低減効果が十分ではなかったので,さら一般化回転行列を適用した.これにより,MLDよりも2桁近く低減できることを示した.さらに,28年度以降に検討する予定であった繰返し復号法まで検討した.この課題では,当初計画以上に順調に進展している.(2)一般化回転行列の構成法一般化回転行列を適用した受信機の基本特性を検討し,どのような構成を取ろうとも,回転行列のサイズを一定にすれば同様の特性が得られることを明らかにした.回転行列を自動的に発生させるアルゴリズムを検討し,これを実装した.次に適応化の具体的な手法を提案した.これにより,従来法に比較して特性を改善できることを示した.但し,想定よりも演算量が増えてしまった.そこで,さらに演算量低減法を検討した.これにより,従来法からの伝送特性の劣化が殆どなく,演算量を70%程度にまで低減できることを示した.この演算量低減効果は若干,目標より低めだが,それ以外は数値目標を十分に達成している.(1)一般化回転行列を適用した軟判定受信機:受信機において,一般化回転行列を適応選択すれば,伝送特性は改善するものの演算量が膨大になることが前年度の検討により明らかにされていた.そこで本年度は,さらなる演算量低減法を提案した.この提案法を適用すれば適応選択の演算量を,復調処理の演算量に比較して無視できる程までに低減できることを示した.さらに,軟判定を取り入れることで特性改善を図った.(2)繰返し軟判定受信機の構成法:干渉に強い線形信号検出器として,雑音除去を行う繰返し軟判定受信機の構成法を提案した.最小自乗誤差基準に基づく空間フィルタは優れた伝送特性を達成することが知られているが,原理的に雑音を発生させていることを見いだした.通常はこの雑音は付加雑音よりも少ないため問題にはならないが、高速化のため空間多重数を増やすと大きな特性劣化を引き起すことを明らかにした.提案受信機はこの雑音を低減し,伝送特性を改善する.提案法では基底格子縮小を適用しているため,硬判定信号が出力される.そこで,基底格子縮小を利用したとしても軟判定信号を出力させる手法を提案した.提案手法を上記の提案受信機に適用することで,さらに伝送特性が改善されることを確認した.(3)プリコーディングの適用による演算量低減:過負荷MIMOシステムのためのプリコーディング法を提案した.提案法は空間多重数を減らすこと無く演算量低減を可能にし,さらには伝送特性も改善する.この提案法の特性をQPSKを適用した物理層ネットワークコーディングシステムにおいて明らかにした.(1)繰返し軟判定受信機:提案した演算量低減法により,演算量を1/100程度まで低減でき,当初の計画を達成した.(2)繰返し軟判定受信機の構成法:線形受信機としては従来のグループ検出法の適用を想定していたが,それよりも遥かに特性に優れた繰返し軟判定復号を考案し,その特性を明らかにした.

即ち,当初計画を達成した.実際,線形受信機としては,従来法の4倍のスループットを達成したため,スループットに関する当初計画も達成している。(3)プリコーディングの適用による演算量低減:過負荷MIMOのための効果的なプリコーディングは検討されておらず,本研究においては当初の研究計画には含まれていなかったが,非常に効果的な手法を見出し,その優れた特性を明らかにした.即ち,当初予定を大幅に上回る進捗が得られた.(1)一般化回転行列を適用した軟判定受信機:一般化回転行列を用いることで、仮想伝搬路を適用した受信機の演算量と伝送特性のトレードオフが図れることを前年度までに示してきた。さらに、複数の一般化回転行列を伝送路状況に応じて適応的に選択することで特性改善を図れることが前年度までの研究により示された。さらに、適応選択の演算量が膨大となるため、演算量低減方法も前年度までに提案してきた。演算量低減法を適用した一般化回転行列選択と適応選択を行わない一般化仮想伝搬路を適用した受信機を組み合わせることで、よりきめ細かく演算量と伝送特性のトレードオフが図れることを明らかにした。(2)繰返し軟入出力を行う仮想伝搬路を用いた過負荷MIMO受信機:仮想伝搬路を適用する受信機には、復調特性を鑑みて基底格子縮小を適用しているため、誤り訂正復号器には硬判定信号が入力されていた。そこでさらなる特性改善を目指して、軟入出力の導入を試みた。基底格子縮小から出力される信号から低演算量で軟判定信号を得る方法を考案した。仮想伝搬路を適用した受信機では、各仮想伝搬路での雑音分散が異なるため、軟判定信号に含まれる雑音の推定法も考案した。これらの新規信号処理方式を軟出力ビタビ復号器と組み合わせ、さらにはこの処理を繰り返す受信機を提案した。提案法を6x2過負荷MIMOチャネルに適用した場合、従来法に比較して平均ビット誤り率10-3点において約2dB特性改善できることを明らかにした。(3)プリコーディングの適用による演算量低減:過負荷MIMOチャネルの一種とみなせる物理層ネットワークコーディングのためのパワーローディングを適用した非線形プリコーディングの検討を行った。無線通信では同時に送信する信号数を増やすことで通信速度を高速化できる.実際には演算量の制限から,送信信号数を受信アンテナ数以上にすることは困難であった.本研究成果では,一般化回転行列を導入することで演算量を柔軟に制御することに成功した.実際,最大演算量を従来法に比較して100分の1程度に低減できることを示した.これにより送信信号数を受信アンテナ数の34倍に増大できる見込みを得た.さらに繰り返し復号を導入することで伝送特性を改善できる可能性を見出した.受信アンテナ数以上の信号が受信される物理層ネットワークコーディングにおいても,低演算量で最尤検出に近い特性を達成した.
視床下部CRF合成分泌の24時間リズムと概日性及び食餌性振動入力系の解析

本研究の目的は、下垂体・副腎皮質系ホルモンの頂点にある視床下部コルチコトロピン放出ホルモン(CRF)の合成分泌を支配する概日性生体振動入力系の解明である。概日性生体振動としては、自由摂食下で表現され、視交叉上核に依存する光同調性概日振動と、制限給餌下で表現され、視交叉上核に依存しない給餌同調性概日振動がある。1)視床下部CRFの24時間変動CRFが合成される室傍核とCRFが分泌される正中隆起部で、CRF濃度の24時間変動をラットで測定した。自由摂食下では、CRF濃度は明期前半に高く暗期前半に低下した。一方、制限給餌下では、CRF濃度は給餌時刻の直前に低く給餌後上昇した。この変化は室傍核、正中隆起部で同じであった。この結果、光同調性概日振動と同様、給餌同調性概日振動もCRFの合成分泌を支配していることが明かとなった。2)給餌性CRF概日リズムの入力系給餌性概日振動の室傍核CRFニュ-ロンへの入力系を明かにする目的で、中枢神経に作用する種々の薬物を脳内に微量投与した。その結果、カテコ-ルアミンの枯渇剤である6ーOHDAを脳幹から室傍核に投射している上行性カテコ-ルアミン作動性神経に作用させると、給餌性CRF概日リズムが選択的に抑制された。3)給餌性CRF概日リズムに対するノルアドレナリンおよびニュ-ロペプチドYの役割室傍核におけるノルアドレナリン分泌を脳内微小透析法にて測定した。ノルアドレナリン分泌はCRF分泌が高まっている給餌直前に増加し、CRF分泌に促進的に作用していることが示唆された。一方、室傍核ニュ-ロペプチドY濃度は給餌直後に上昇し、給餌による分泌抑制が示唆されるとともに、ノルアドレナリンとの協調作用が推測された。明暗条件下で飼育している雄ラットの給餌を午前10時から12時までの2時間に制限する制限給餌を2週間続けた後、断頭にて脳を採取し、視床下部室旁核および正中隆起部に含まれるACTH放出ホルモン(CRH)をRIAにて測定した。その結果、自由摂食ラットではどちらの部位でも明期に高く暗期に低いCRH含量の24時間リズムが認められた。一方制限給餌ラットでは、CRH含量は明期に低く、暗期に高くなり自由摂餌ラットのリズムと180度の位相差を示した。制限給餌ラットでは血中コルチコステロンレベルが給餌前に上昇し、暗期のサ-カディアンピ-クが抑制され、一見リズムが逆転したかのように見えるので、脳内CRH含量リズムの逆転はこの事情を反映したものと考えられる。室旁核のCRH含神経にはカテコ-ルアミン作動性神経が分布している。このカテコ-ルアミン作動性神経の給餌性CRHリズム発現における役割を知るために、カテコ-ルアミン作動性神経の特異的破壊剤である6-Hydroxydopamine(6-OHDA)を室旁核に微量注入し、給餌性コルチコステロン分泌への影響を調べた。その結果、6-OHDA注入で室旁のノルアドレナリン含量は約10%に減少し、かつ給餌性コルイチコステロン分泌が有意に抑制された。6-OHDAを正中隆起部に注入しても給餌性コルチコステロン分泌は影響されないことから、分泌反応の抑制には室旁核に分布するカテコ-

ルアミン作動性神経の破壊が原因していると考えられる。一方、自由摂食ラットの室旁核に6-OHDAを注入しても、暗期前半にみられる血中コルチコステロンレベルの上昇は抑制されないことから、室旁核に分布するカテコ-ルアミン作動性神経はCRH分泌のサ-カディアンリズムには関与していないと考えられる。自由摂食下で飼育されているラットの血中コルチコステロンは視床下部視交叉上核のサ-カディアン振動体に支配され,明暗サイクルに同調した24時間リズムを示すが、給餌を一日の一定時核に制限されたラットの血中コルチコステロンは給餌直前にピ-クを示すようになる。前年度の研究により、このホルモンピ-クはノルアドレナリンの涸渇剤である6ーOHDAの視床下部室傍核内投与により消失することから、給餌前ピ-クの形成には室傍核ノルアドレナリン作動性ニュ-ロンの関与が示唆された。そこで本年度は、室傍核ノルアドレナリンの分泌動態を反映していると考えられる室傍核細胞外ノルアドレナリン濃度をin riroマイクロダイアリシスの手法を用いて測定し、血中コルチコステロン変動との時間的相関を検討した。明暗条件下で飼育している。雄ラットを対象として、自由摂食下および給餌を午前10時から12時までに制限した周期的制限給餌下において、室傍核細胞外ノルアドレナリンの経時変化を2448時間にわたり測定した。クプロファン膜を用いた自作の透析プロ-ベを室傍核に慢性留置し、透析液中のノルアドレナリンを高速液体クロマトグラフィで測定した。この手法によりノルアドレナリン分泌の検討が可能なことは、メトアンフェタミン投与による細胞外ノルアドレナリンの著明な増加を観察することで確かめた。自由摂食下では室傍核ノルアドレナリンは暗期に高く明期に低い顕著な24時間リズムを示し、48時間連続測定でも再現性は良好であった。一方、周期的制限給餌を2週間行った後は、室傍核ノルアドレナリンは給餌直前に高値を示し、給餌後低下した。以上の結果より、制限給餌下では血中コルチコステロンと室傍核細胞外ノルアドレナリンの経時変化はよく対応しており、ノルアドレナリンがコルチコステロン分泌に捉進的に作用しているとする仮説が支持された。1)ラット室傍核ノルアドレナリン分泌周期的制限給餌下で形成され、内因性振動の性質を示すACTH放出因子の給餌前分泌に室傍核ノルアドレナリンが促進的に作用している。そこで、ラット室傍核ノルアドレナリンをin vivoミクロダイアリシス法により経時的に測定し、給餌前ノルアドレナリン分泌がフリ-ランするか否か調べた。周期的制限給餌を負荷したラットを一旦自由摂食に戻し、その後72時間完全絶食にして室傍核ノルアドレナリンの24時間測定を行った。その結果、室傍核ノルアドレナリンは、以前の給餌時刻に一致して増加し、給餌前分泌がフリ-ランしていることを示した。2)ラット脳内ニュ-ロペプチドYの経時的変動摂食刺激作用、ACTH分泌促進作用をもつニュ-ロペプチドY(NPY)は室傍核ノルアドレナリン神経終末に含まれる。そこで、周期的制限給餌下にあるラットの室傍核、弓状核、孤束核におけるNPYの経時変化を測定した。その結果、室傍核NPYは自由摂食下では24時間変動を示さなかったが、周期的制限給餌下では給餌後に有意な上昇を示した。また、室傍核に投射している弓状核NPYも給餌後に有意な上昇をみせた。一方、脳幹から室傍核に投射している孤束核NPYは給餌前に上昇し、給餌後低下した。周期的制限給餌下で弓状核ー室傍核NPY系と孤束核ー室傍核NPY索が異なる変動を示したので、その役割をさらに明かにする目的で、短期絶食後の再摂食時におけるNPY変動を検討した。短期絶食下では、周期的制限給餌下とは異なり摂食後にACTHが分泌される。その結果、室傍核NPYは摂食後上昇したが弓状核NPYは低下し、孤束核NPYは変化しなかった。
内耳のBarrier Systemに関する研究

内耳には、血液との間に非常にtightなBarrier systemが存在しており、これにより内外リンパ液組成の恒常性を保ち、有害物質の内耳への流入を防いでいる。本年度の研究では、(1)このBarrierがどのような状態で破錠するのか。また、(2)Barrierが破錠した状態での、蝸牛の電気生理学的現象の解明について検討を加えた。(実験結果)1.正常な内耳ー血液Barrierについて:イオン電極感知可能なトレ-サ-を静脈内に潅流し、CSF腔、蝸牛前庭階、鼓室階、中央階に挿入されたイオン電極にてトレ-サ-の動きを観察すると、各々の腔において全く異なったトレ-サ-の動態が観察され、しかもそれらは血中のトレ-サ-濃度の時間的推移と全く異なっていた。2.Barrierの破錠について:血圧の急性上昇をもたらすことにより血液ー脳関門を開くと報告されているエピネフリンを静脈内に投与した結果、各腔でのトレ-サ-濃度は投与直後より急激な増大をきたした。次に炎症の際のメディエ-タ-であるヒスタミン及びプロスタグランディンE_2(PGE_2)を静脈内に投与すると、エピネフリンほどではないが各腔におけるトレ-サ-濃度の増大が認められた。3.Barrier破錠時の内耳電気生理現象:2.で示された2つのBarrierを破錠させる状態において、蝸牛内電気現象(AP、CM)を測定した結果、各々の薬剤の投与直後に一過性にAP、CMの反応は低下するが、510分後にはほぼ正常な反応に回復している。(考按)血液と蝸牛内各腔及びCS下腔には各々Barrierが存在し、しかも様々な薬剤処置によりその性質を変化させることができることがわかった。破錠時の生理学的現象については、更に検討する必要がある。
各成長段階での卵細胞アポトーシスの生理的、遺伝的、環境因子による制御機構の解明

1)胎児・新生児血管内皮細胞モデルとして臍帯静脈内皮細胞(human umbilical vein endothelial cell : HUVEC)を用いカフェインを添加した。カフェイン添加により、cleaved caspase-9,cleaved caspase-3およびcleaved PARP蛋白発現の増加をWestern blottingにより証明した。このことより、カフェインがHUVECにミトコンドリアを介したアポトーシスを誘導することが明らかとなった。さらに、血管障害修復作用を発揮するアディポネクチン添加により、カフェインによって引き起こされたアポトーシスが抑制されることを同時に明らかにした。2)我々は、妊娠中毒症および子宮内胎児発育遅延症例におけるアディポネクチンの母体・臍帯血中濃度減少および胎盤血管・臍帯血管内皮細胞のアディポネクチン集積を証明した。現在、マウスによる妊娠中毒症モデルの作製を行っている。モデルが作製できればアディポネクチンの血管内皮障害への生物作用の解明が期待できる。3)卵膜でのアディポネクチンmRNA発現をRT-PCRにより発見した。さらに、羊膜絨毛膜炎(CAM)により有意に増加した卵膜でのアディポネクチンmRNA発現は、前期破水(PROM)により減じることをリアルタイムRT-PCRにより証明した。アディポネクチンが単球・マクロファージや炎症性サイトカインの作用を抑えるという報告がなされていることより、アディポネクチンがCAMの病態進行を抑制し、結果的にPROMの発生を抑えることが強く示唆される。しかし、ひとたびPROMが発生すると、卵膜でのアディポネクチン産生機構が破綻する可能性が推察される。1)マウス胎生13.5日齢(ヒトの場合妊娠20週に相当)の胎仔卵巣を摘出し、アルコール、カフェイン、各種内分泌撹乱物質を添加、24hおよび48h器官培養を行い、培養組織におけるアポトーシス発現をTUNEL法にて検討した。カフェインにおいて著名なアポトーシス誘導作用が認められた。そこで、その詳細なアポトーシス発現経路を検討するために、各種アポトーシス関連遺伝子の動きを、蛋白レベルはWestern blot法にて、mRNAレベルはNorthern blot法にて検討した。BAX,Caspase 9,Caspase 3のactivationが認められたことより、ミトコンドリアを介した経路でのアポトーシス誘導が起こっていることがわかった。2)1)の結果を踏まえて、さらにカフェインの母体胎児胎盤系における影響についても検討を行った。正期産例より分娩時に臍帯を採取し、臍帯静脈をディスパーゼ処理することによりHUVECを採取した。この培養系に、カフェインを添加し24hおよび48h培養を続け、培養細胞におけるBAX,Bak,Caspase 9,Caspase 3発現を、mRNAレベルはNorthern blot法で、さらに蛋白発現はWestern blot法で検討した(ミトコンドリアを介した経路の詳細を解明)。1)と同様に、カフェインによりミトコンドリアを介したアポトーシスが誘導されていることが分かった。このことより、母体カフェイン摂取は、feto-maternal unitに障害を与え、さらに胎児へも障害を来たす可能性が示唆された。さらにこの培養系に、血管障害修復作用を持つアディポネクチン蛋白を同時添加することにより、そのアポトーシス誘導が抑制された。
国際級スポーツ選手の心理的能力を規定する生物学的基盤の解明

平成29年度は、前年度までに収集した競泳選手の全唾液サンプルを解析し、その結果を報告書にとりまとめた。分析では、試合が行われない安静時、及び、試合当日における唾液中コルチゾール・テストステロン濃度を複数時点で計測しその時系列的変化を分析した。その結果、安静時には、先行研究と同様、早朝に唾液中濃度が高く、次第に濃度が低下するという概日変動パターンが見出された。これに対し、試合当日には、テストステロンレベルの概日変動が消失したほか、ストレス反応を反映するコルチゾールのピークが日中に出現した。これらの知見は、競泳試合当日にかかる過度の精神的・生理的ストレスが、選手の内分泌機能に影響を与える可能性を示唆している。このように、本研究では、3年間の研究期間を通じ、競泳選手の競技力・競技ストレスを反映する可能性があるバイオマーカーを同定することが出来た。これに加え、本年度は、競泳選手の競技成績と脳機能との関連性を分析する為、男女競泳選手計40名を対象とした脳波計測実験を実施した。具体的には、安静時背景脳波、及び、自己抑制能力を必要とするGoNoGo課題と呼ばれる認知課題遂行中の事象関連電位活動を分析し、これら神経生理学的指標と、客観的指標により定量化した競技能力、及び、主観的指標により評価した競争心・ストレス脆弱性等の心理・性格的特徴との関連性を分析している。解析は現在も進めているところだが、これらのデータを基に、競泳選手の個人性を生み出す脳機能部位を同定できるものと期待している。平成27年度初年度において、個人競技である競泳に関する試料の採取を行った。申請書にある内分泌機能による解明の一分野である唾液ホルモンの分析では、唾液ストレスホルモン(コルチゾール、テストステロン)の変動は、過去の文献から日内変動により生じるものであり、短期的な運動負荷での変化は少ないとの先行文献から検討を行おうとしたところ、唾液ストレスホルモンの変動が同日内の短期的な運動によりもたらされる新たな知見を得た。この結果は、本学の研究所報に発表し、平成27年度のオーストラリアスポーツ医学会にて発表を行った。また、さらに、運動負荷により生じる唾液ストレスホルモンの変動が、漸増的な運動負荷においても、高強度の一過性の負荷に対しても有意な変動をもたらすことがわかった。また、精神的なストレスをより反映するとされるコルチゾールと、肉体的なストレスをより反映するといわれるテストステロンの変動には差が生じていることが解明された。この変動について競泳選手については国際級の選手と国内級の選手との差は認められていない。平成27年度秋以降このことからホルモン測定においては、唾液採取の時間、運動の強度を考慮する必要があることが新たに分かった。このため唾液検体採取の条件を、昼食前、11:0014:00、運動前の条件に統一し再度検体を採取している。すでにこの条件以前に採取した唾液検体からのオリンピアン、一般スポーツ選手の被験者についての唾液ホルモン測定については、再考する必要があり検討中である。遺伝子解析については分析を進めており、唾液ホルモンとの関連性について論文執筆中である。新作した心理テストについては妥当性につき検討中である。脳機能として脳波ではなく、脳血流量を用いることを検討している。検体の採取が進み、分析を行っており、当初の計画とおおむね一致して進行している。平成28年度においては、平成27年度に実施した大学生競泳選手を被験者としたストレスホルモンとされる唾液中コルチゾール、テストステロン濃度が、合宿における一時的な一過性の高強度の運動負荷で両者ともに日内変動と異なる変動することを確認した。この時点においては、精神的なストレスを反映するとされるコルチゾール優位の変動か、身体的ストレスを反映するとされるテストステロン有意の変動化かは解明されていなかった。そのため、同一被験者に対し異なる運動負荷様式である漸増運動負荷によるホルモン測定を実施したところ、唾液中ストレスホルモンの変動が、運動強度を上げ、一定レベル以上の強度で初めて唾液中のストレスホルモンが両者とも上昇することから、身体的ストレスが両者のホルモンに影響を与えるということを見出した。また、精神的ストレスが唾液ホルモンの変動に影響を与えるか否かを検討するため、試合という精神的なストレスが、唾液中のホルモンのサーカンティズムに影響を与えるかを研究し、影響を与えることを確認し分析中である。このようなストレスに対する耐性には、個人差もあることから、共同研究者とともに同一被験者に対する脳波の測定を行い、脳機能に関する分析を試行中である。また、これら被験者に対する認知能力にかかる遺伝子多型の測定と競技力との関連性を検討した結果とともに、身体的ストレス、精神的ストレスとの関連を分析中である。その中で、高い競技順位を獲得する、より上位の競技会に選考されるといった競技力の高い選手の特徴として、測定してきた遺伝子多型の関連がうかがわれるため、競技力別の被験者の選定を行うこととした、平成29年度には、競泳、シンクロ、柔道、水球、陸上、レスリングのオリンピアン選手、これら競技のオリンピアンに近い競技レベルの非オリンピアンとの比較検討を実施する予定である。唾液ホルモンの測定が可能になり、分析が進んだ。その中で、同一の被験者に対する脳波の分析を進めている。それらの結果から、国際級のアスリート、すなわちオリンピアン、非オリンピアンの被検者の対象者を候補にして、順次唾液の採取を行っているため。

分析では、試合が行われない安静時、及び、試合当日における唾液中コルチゾール・テストステロン濃度を複数時点で計測しその時系列的変化を分析した。その結果、安静時には、先行研究と同様、早朝に唾液中濃度が高く、次第に濃度が低下するという概日変動パターンが見出された。これに対し、試合当日には、テストステロンレベルの概日変動が消失したほか、ストレス反応を反映するコルチゾールのピークが日中に出現した。これらの知見は、競泳試合当日にかかる過度の精神的・生理的ストレスが、選手の内分泌機能に影響を与える可能性を示唆している。このように、本研究では、3年間の研究期間を通じ、競泳選手の競技力・競技ストレスを反映する可能性があるバイオマーカーを同定することが出来た。これに加え、本年度は、競泳選手の競技成績と脳機能との関連性を分析する為、男女競泳選手計40名を対象とした脳波計測実験を実施した。具体的には、安静時背景脳波、及び、自己抑制能力を必要とするGoNoGo課題と呼ばれる認知課題遂行中の事象関連電位活動を分析し、これら神経生理学的指標と、客観的指標により定量化した競技能力、及び、主観的指標により評価した競争心・ストレス脆弱性等の心理・性格的特徴との関連性を分析している。解析は現在も進めているところだが、これらのデータを基に、競泳選手の個人性を生み出す脳機能部位を同定できるものと期待している。1.対象として国際級選手、国内級選手の比較検討を行うため、対象の種目、性別、人数につき絞り込みを行っている。2.唾液の測定条件が確立したため、測定をさらに進めていく。3.遺伝子解析を早急に進め、競技力との関係を今年度中に見出だす。4.脳機能としての生理学的、心理学的検査の方法を確立し、随時実施する。唾液ホルモンの測定機器が故障し、経年劣化により修理が不可能となり、平成29年度に代替え機器のマイクロプレートリーダーを新規購入することとした。現在、最終目標の国際級アスリートの心理的能力を規定する生物学的基盤の解明に向けて遺伝子、唾液ホルモン、脳波を測定し目標達成を図るべく解析中である。物品費の単価(遺伝子採取用チューブ、100本単位)に足りなかったため故障し修理不能となったたマイクロプレートリーダーの購入を要する。遺伝子採取用のスピッツがさらに50ー100個必要となる。その被検者への謝金(雇用)支払いを要する。この成果の発表用の旅費交通費、製本費を予定している。遺伝子採集用のチューブを購入予定である唾液ホルモン測定のために使用するマイクロプレートリーダーの年度初めの購入。遺伝子解析に用いる消耗品の購入、被検者への謝金、通信費を順次行う。研究の成果を公表するための学会参加費、製本代を使用する計画である。
マウス神経管閉鎖期前後に生じるエネルギー代謝状態変化の制御機構および意義の解明

細胞増殖・分化等の生命現象を制御する因子として近年、細胞のエネルギー代謝状態が注目されている。哺乳類器官形成初期には劇的な細胞増殖・分化が生じるとともに、胚を囲む子宮内環境が胎盤接続に伴い変化する。この時期の胚は生育環境変化によるエネルギー代謝状態の撹乱に特に脆弱であり、またエネルギー代謝制御因子の変異体の多くは器官形成初期に致死となることから、エネルギー代謝状態の適切な制御がこの時期の胚発生に重要と考えられる。しかし、この時期に生じるエネルギー代謝状態変化の実体・意義の詳細は不明である。本研究では、哺乳類器官形成初期の胚において生育環境の撹乱が発生異常に結びつく機構として、生育環境変化に応じたミトコンドリアエネルギー代謝状態の変化が関わる可能性を見出した。また、哺乳類器官形成初期に生じる胚のエネルギー代謝状態変化に関して、近年急速に発達した質量分析技術を用いた解析を行なうことで次のモデルを提示した。器官形成初期には、TCA回路のみならず解糖系の活性亢進が生じるとともに、解糖系酵素PFK-1/Aldolaseの活性抑制により解糖系流路が再編成されペントースリン酸経路を迂回するようになる(論文投稿中)。本研究ではさらに、器官形成初期に生じるエネルギー代謝状態変化の制御因子としてヘテロクロニック遺伝子Lin28aに着目して解析を進めた。器官形成初期にLin28aの発現が胚全体のレベルで劇的に低下することを見出した。そこで、ドキシサイクリン依存的にLin28aを過剰発現させることの出来るtetO-Lin28aトランスジェニックマウスを用いて器官形成初期特異的にLin28aを過剰発現したところ、出生直後に致死となった。現在、時期特異的なLin28aの過剰発現が致死につながる原因として、エネルギー代謝状態変化への影響に着目して研究を進めている27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。分化・増殖といった生命現象を規定する因子として、細胞のエネルギー代謝状態が近年注目されている。分化・増殖が劇的に生じる哺乳類器官形成初期において、胚のエネルギー代謝状態を厳密に制御することが正常発生に重要であると予想される。哺乳類器官形成初期のエネルギー代謝状態は古典的研究において生化学的手法を用い調べられていたものの、それらの研究は胚体外に排出される乳酸や二酸化炭素といった一部の代謝産物しか測定しておらず、胚体内のエネルギー代謝状態を正確に反映していない可能性があった。そこで本研究では、近年急速に発達した質量分析法およびイメージングの技術を用いることで、マウス器官形成初期に生じる胚のエネルギー代謝状態を詳細に記述することを目指した。メタボローム解析および安定同位体炭素でラベルしたグルコースを用いた代謝解析の結果、この時期にTCA回路のみならず解糖系の活性が胚全体のレベルで亢進することが明らかとなった。また上記のグルコース代謝の亢進に伴って解糖系経路の流路が大きく再編成される可能性も見出した。以上の点は、先行研究で示されていた胚のエネルギー代謝状態変化像の修正を促す重要な成果であり、今後の発生と代謝に関する研究の基礎となると確信している。さらに、本研究は母体糖尿病など遺伝的要因以外の要因に起因する先天奇形に対する新規治療法の開発につながる可能性があることから、医学的にも重要といえる。今後は、本研究で解明したエネルギー代謝状態変化の制御因子および生理的意義の解明を目指す。現在、時期特異的なLin28aの過剰発現が致死につながる原因として、エネルギー代謝状態変化への影響に着目して研究を進めている本研究ではこれまでに、哺乳類器官形成初期の胚においてTCA回路および解糖系の活性が胚全体のレベルで亢進すること、および解糖系経路の流路が再編成される可能性を見出すことに成功している。以上の成果は、先行研究で示されていた胚のエネルギー代謝状態変化像の修正を促すとともに、今後の発生と代謝の研究の基盤となる非常に重要な成果である。

さらに、母体糖尿病といった遺伝的要因によらない先天奇形の新規治療の開発にもつながる可能性のある重要な成果であり、現在この成果に関する論文を国際科学雑誌に投稿中である。また、この時期に生じる胚のエネルギー代謝状態変化の制御因子に関していくつかの候補分子を見出すことにも成功している。以上の成果をあげたことから、本研究は当初の計画以上に進展していると評価した。27年度が最終年度であるため、記入しない。哺乳類器官形成初期のエネルギー代謝状態変化の制御因子に関して、本研究ではこれまでにいくつかの候補分子を見出すことに成功している。そこで今後は、培養細胞系でそれら候補分子を過剰発現・ノックダウンすることでエネルギー代謝状態変化との関連を調べる。また、この時期に生じるエネルギー代謝状態変化の生理的意義について代謝阻害剤および候補分子の遺伝子改変マウスを用いて検討する。
実時間並列計測による小形電気機器から生じる電磁ノイズの解明

小形電気機器から生じる電磁ノイズの制御を目標として,電気接点の放電現象とノイズ発生現象を総合的に分析するアプローチのために,実時間並列測定システムを開発し,特に,電気接点表面上のアーク放電痕と発生ノイズの関連を分析する視点を初めて取り入れた。実験では,小形電気機器に含まれる整流子モータの整流子(Cu)とブラシ(C)の開閉電気接点モデル,および一般的な異種対向電気接点であるAg-Pdの試料を用い,電極開離時の電源線に及ぼす伝導ノイズを観測した。電磁ノイズの波形とスペクトル及び電気接点間電圧・電流波形,電極表面などの同時並列的計測により,ノイズのAPD(振幅分布確率)や放電現象の相互関係を分析し,その結果から,材料条件によって散発的および継続的バーストノイズの二種類の発生パターンに分類できることと,大きいノイズを伴う放電の発生条件を明らかにすることができた。散発的バーストノイズが発生する場合に,ノイズが発生している間に電極表面に溶融痕が形成されることを明らかにし,溶融痕の形成を抑制することによりノイズの発生を制御できる可能性を提案した。ノイズが継続的に発生する場合について,ノイズが大きい区間の時間が,C-Cu電極では陰極表面の放電痕の面積と,Ag-Pd電極では陽極表面の変色部分の面積とそれぞれ相関を持つことを発見し,ノイズ発生の制御について,アーク継続時間を抑制すべきであることを提案した。実際にノイズ制御の実証実験を行い,散発的バーストノイズの場合には電極の接触面積を小さくすることにより,また,継続的バーストノイズの場合は電極を太くすることにより,ノイズの継続時間を短くできることを確認し,形状を考慮した電極設計がノイズ発生の抑制に有効であるという提案を実証した。本研究では、小形電気機器に含まれる電気接点を対象にして,電気接点のアーク放電現象による電磁ノイズの波形とスペクトル及び電気接点間電圧・電流波形、電極表面などを同時並列的に測定を行う.また,各パラメータ間の物理的な相互関係に関する新たな分析法を見出して電磁ノイズ発生について解明し,そこからノイズ制御方法を提案及び実証を目的としている。平成11年度は,以下のように研究を進め,所望の成果が得られている.・実時間並列測定システムの開発及び評価アーク放電および電磁ノイズの測定に求められる条件や機能を整理し,実時間並列測定システムとして具備すべき機能を明確にし,システム構成上の対策を検討し,設計を行った.また,具体的な測定条件およびパラメータについて検討を行った.測定試験と並行して,測定システムの問題点について,システムの改良と評価を繰り返し,システム開発を行った.・測定・分析及びモデル化アーク放電および電磁ノイズの具体的な測定方法として,測定対象である小形電気機器に含まれる整流子モータの整流子(Cu)とブラシ(C)の開閉電気接点モデルを用い,電極開離時の電源線に及ぼす伝導ノイズの出力を観測した.また,開閉動作後の電極表面変化も同時に観測し,測定で得られた各パラメータのデータを基にこれらの相互関係について物理的変化より分析を行い,体系的に解明することができた.・研究成果の報告研究成果を論文誌などに投稿を行った。また、国内外の研究会合において発表し、情報交換を行った。

電磁ノイズの波形とスペクトル及び電気接点間電圧・電流波形,電極表面などの同時並列的計測により,ノイズのAPD(振幅分布確率)や放電現象の相互関係を分析し,その結果から,材料条件によって散発的および継続的バーストノイズの二種類の発生パターンに分類できることと,大きいノイズを伴う放電の発生条件を明らかにすることができた。散発的バーストノイズが発生する場合に,ノイズが発生している間に電極表面に溶融痕が形成されることを明らかにし,溶融痕の形成を抑制することによりノイズの発生を制御できる可能性を提案した。ノイズが継続的に発生する場合について,ノイズが大きい区間の時間が,C-Cu電極では陰極表面の放電痕の面積と,Ag-Pd電極では陽極表面の変色部分の面積とそれぞれ相関を持つことを発見し,ノイズ発生の制御について,アーク継続時間を抑制すべきであることを提案した。実際にノイズ制御の実証実験を行い,散発的バーストノイズの場合には電極の接触面積を小さくすることにより,また,継続的バーストノイズの場合は電極を太くすることにより,ノイズの継続時間を短くできることを確認し,形状を考慮した電極設計がノイズ発生の抑制に有効であるという提案を実証した。
第二言語習得過程における文法項目と動詞の関係-受身文と動詞の関係を中心に-

本研究の目的は、単一の文法項目である受身文において、習得過程が動詞によって異なるかを量的に検証することであった。本研究に先立つ6名の日本語学習者の縦断的発話コーパスの分析から、受身文で使用される動詞は、主に受身形で使用される動詞(「語彙受身」)と複数の文法項目で広く使用される動詞(「文法受身」)に大別された。量的調査を行った結果、理解調査の「文法受身」では誤りを正しく誤りと判断できない語が多く、理解における問題点が明らかになった。本研究の目的は、第二言語としての日本語の習得過程において、単一の文法項目(本研究では受身文)内においても動詞による使用状況の違いが存在し、習得過程が異なっていることを横断的調査によって一般化可能性を探ることである。母語話者との会話による縦断的発話データを用いたこれまでの研究で、受身文で使用される動詞を他の文法項目との関係で分析を行ったところ、使用される状況は一様ではなく、受身で使用される動詞(「語彙受身」とする)と他の文法項目でもひろく使用される動詞(「文法受身」とする)に大別できることが示唆された。本年度は、この縦断的発話コーパスから得られた結果を量的に確認するための調査方法の検討、および調査の実施を行った。まず、「文法受身」および「語彙受身」に分類される各動詞がその特徴を有していること、また、自由発話コーパス分析では明らかにできない点である、「使用しない(あるいは、できない)のか否か」という点を検証するための調査デザインを行った。理解調査(イラストで提示された場面の正誤判断)および、産出調査(イラストで提示された場面の口頭描写)を実施した。調査は、2011年3月に中国のA大学で日本語を専攻する大学生(中国語母語話者)1年生3年生を対象に行った。2012年度は調査結果の分析を行い、縦断的発話データの分析結果と合わせ総合的考察を行い、成果をまとめる。本研究の目的は、第二言語としての日本語の習得過程において単一の文法項目(本研究では受身文)内においても動詞によって使用状況や習得過程が異なっているといことの一般化可能性を探ることである。本研究に先立って行われた縦断的発話コーパス(母語話者との対話)の分析では、受身文で使用される動詞は、受身形以外で用いられることが少なく、主に受身形で使用される動詞(「語彙受身」とする)と他の文法項目でもひろく使用される動詞(「文法受身」とする)に大別できることが示唆された。本研究では、これを量的に確認するための調査として理解調査および、産出調査を実施した。その結果、理解調査(聴覚呈示された文とイラストの内容が一致するかどうかを判断)において、「語彙受身」では正しい文と誤った文の正答率に差が見られないのに対し、「文法受身」では、一部の語を除き、誤った文の正答率が低く、正しい文も誤った文も同様に正しいと判断する傾向が見られた。縦断的発話コーパスの分析で受身での使用が多く見られた「言う」「聞く」においても理解調査では正解率に差がみられ、縦断的発話コーパスにおける自発的使用との違いが見られた。本研究ではまた、発話データ収集の効率化を検討するため、LL教室等の設備のない一般教室においてケーブルで接続したICレコーダーとヘッドフォンを使用し、20数名の発話データを一斉収集することを試みた。データ収集効率が上がり、より大きなデータが得られることが分かった。
特許データと質問票調査にもとづく技術者ネットワークと知識移転

本研究の目的は特許データと質問票調査の両方を利用することによって、アイデアの創出からイノベーションの結実までのプロセスをより精緻に捉えると共に、発明者のネットワークが企業内の知識移転に影響を及ぼすメカニズムを明らかにすることにある。本研究の独自性は、特許データと質問票調査の両方を利用することで、一気通貫のイノベーション・プロセスをつぶさに追いかけ、分析することにより、知識移転の全体像を捉えることができる点にある。また、実務的なインプリケーションとしては、一連のイノベーション・プロセスにおいて知識移転を促進する要因を見出すことによって、企業のR&Dの効率性を高めることが期待される。
インクリメンタルフォーミングによる三次元形状創成の研究

インクリメンタルフォーミングによる薄板三次元形状製品の自動創成を研究目的とし、以下の研究を実施した。1三次元インクリメンタルフォーミングのためのパーソナルコンピュータによる工具運動経路の自動生成インクリメンタルフォーミングにより、薄板材に所望の三次元形状を創成するために、工具に所望の運動経路を与える必要がある。この運動経路をパーソナルコンピュータを用いて自動的に作成するプログラムを開発した。工具運動経路は数値制御工作機械の出力データとして自動的に出力され、工具運動経路はNC出力用基本関数を用いて生成されるようになっている。2インクリメンタルフォーミングによる薄板三次元形状製品の創成パーソナルコンピュータにより自動生成された工具運動経路をマシニングセンタに転送する。そして、数値制御により逐次自動的に運動経路を与えてインクリメンタルフォーミングを実施することによって所望の三次元形状を有する製品を創成した。被加工材の一部を簡易型を用いて拘束し、被加工材の形状と寸法精度を向上させるためのインクリメンタル張出し成形を実施した。簡易型を用いることにより、たわみ変形を除去し、寸法精度を向上させるとともに、良好な形状凍結性を有する三次元形状を持つ製品が成形できることが見いだされた。そして、簡易型を積層した積層簡易型を用いたインクリメンタル成形へと展開し、複雑なインクリメンタル成形主可能にした。さらに、この簡易型を用いたインクリメンタル成形としてインクリメンタル三次元深絞り成形にも発展させた。2インクリメンタルフオーミングによる薄板三次元形状製品の創成パーソナルコンピュータにより自動生成された工具運動経路をマシニングセンタに転送する。そして、数値制御により逐次自動的に運動経路を与えてインクリメンタルフォーミングを実施することによって所望の三次元形状を有する製品を創成する。被加工材の形状と寸法精度を向上させるため、簡易型を用いて、被加工材の一部を拘束したインクリメンタル張出し成形を実施した。そのため、この簡易型を用いたインクリメンタル成形としてインクリメンタル深絞り成形にも発展させるとともに、簡易型を積層した積層簡易型を用いたインクリメンタル成形へと展開することとした。本年度においては、前年度に開発された工具運動経路自動生成プログラムを用い、所望の三次元形状を有する製品をインクリメンタルフォーミングにより創成する事を試みた。以下にその形状創成について記す。1インクリメンタルフォーミングによる薄板三次元形状製品の創成(張出し成形)簡易型を用いて、被加工材の一部を拘束し、被加工材の形状と寸法精度を向上させるためのインクリメンタル張出し成形を実施した。簡易型を用いることにより、たわみ変形を除去し、寸法精度を向上させるとともに、良好な形状凍結性を有する三次元形状を持つ製品がインクリメンタル成形できることが見いだされた。そこで、つぎに、簡易型を積層した積層簡易型を用い、インクリメンタル三次元成形へと展開し、複雑な三次元形状の創成を可能にするとともに、積層簡易型をモジュール化することによって種々の形状を創成するための柔軟な成形がより可能になった。2インクリメンタルフォーミングによる薄板三次元形状製品の創成(深絞り成形の試み)インクリメンタル三次元絞り成形にも発展させた。張出し成形では変形が大きくなると、板の肉厚が薄くなり、製品の剛性が低下する。しかし、インクリメンタル絞り成形では変形の大きい部分に絞りを加えることによって製品の剛性と強度を増すことができる。円筒形状および角筒形状を持つ三次元インクリメンタル成形を試みた。
抗癌剤伝達と腫瘍血管新生阻害効果を融合・活用した低侵襲化学粒子線治療技術の研究

本研究では、放射線抵抗性の低酸素細胞に対して、腫瘍血管標的薬剤または抗がん剤を用いる化学療法と陽子線治療を機能的に併用することで細胞死を効果的に誘発させ、同時に陽子線の線量や薬剤の投与量を低く抑えることで副作用を低減する治療法の開発を目的とした。腫瘍血管標的薬剤として新規血管遮断剤AVE8062を、抗がん剤としてシスプラチンを使用した。マウス固形腫瘍に対する治療実験より、AVE8062またはシスプラチンを併用した陽子線治療は、単独治療に比べて著しく腫瘍増殖を抑制することが示された。本研究では、腫瘍への線量集中、生物学的効果に優れた粒子線治療と、副作用が少なく腫瘍縮小効果の大きい腫瘍血管標的薬剤、および粒子線照射により薬剤投与を制御する放射線リリース型の抗癌剤内包マイクロカプセルのこれらの技術を相乗効果的に用いて、従来治療法に比べて低侵襲・高精度な化学粒子線癌治療法の開発を目的とする。今年度は研究計画初年度であり、本治療法を確立するために必要となる高精度粒子線照射の基礎技術開発を行った。具体的には、スポットビームスキャニング照射技術、2次元ビーム透過型位置敏感モニター、および陽子線照射で発生する熱音響パルス測定の各開発を行った。スポットビームスキャニング照射技術については、水平・垂直ビーム走査用電磁石とエネルギー可変用レンジシフターを用い、最大10cm直径の照射野及び最大20mmの拡大ブラッグピークを5%以下の線量一様性で形成した。これにより、マウス等の小動物を用いた粒子線治療の動物実験が実施可能となった。また、2次元ビーム透過型位置敏感モニターの開発を、マイクロパターンガス検出器の原理を採用して行った。加速器かちの陽子線ペンシルビームをモニターに直接透過させ、ビーム重心及び分布、ガス電離の電荷出力による照射線量を実時間でモニターすることに成功した。これにより、治療中の粒子線の位置、分布、線量を1つのビームモニターで実時間計測可能な基本技術を確立した。熱音響パルス測定では、陽子線パルスビームを水ファントムに照射し、水中に設置した広帯域超音波ハイドロフォンで熱音響パルスを測定した。パルスの発生位置をミリ単位で特定することは現段階で困難であったが、吸収線量と音圧の相関関係から、体内線量モニターとしての基本動作を確認した。本研究では、腫瘍への線量集中性、生物学的効果に優れた粒子線治療と、副作用が少なく腫瘍縮小効果の大きい腫瘍血管標的薬剤、さらに粒子線照射により薬剤投与を制御する放射線リリース型の抗癌剤内包マイクロカプセルのこれらの技術を相乗効果的に用いて、従来治療法に比べて低侵襲・高精度な化学粒子線癌治療法の開発を目的とする。本年度は、繊維肉腫細胞を移植した担がんマウスを用いて、欧米にて第三相臨床試験中の腫瘍血管標的薬剤コンブレタスタチンA4誘導体(AVE8062)を併用した陽子線治療の動物実験を実施した。実験は、東北大学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンターの基礎研究用粒子線治療装置を用いて行われた。治療効果の比較のために、陽子線単独治療、AVE8062単独治療、両者の併用治療、および無治療のコントロールの治療グループを作成した。治療条件は、陽子線15Gy、または30Gy照射、薬剤40mg/kg投与、および陽子線15Gy照射の2時間後にAVE8062 40mg/kg投与の各種単回治療とした。治療後の腫瘍体積の測定から、併用治療群では陽子線単独治療群やAVE8062単独治療群に比べて腫瘍増殖が著しく抑制され、30Gy照射の陽子線単独治療群とほぼ同等の増殖遅延効果が確認された。さらに、超高分解能小動物用半導体PETカメラによる[^<18>F]FDG-PETスキャンで得られた腫瘍内糖代謝分布画像に基づいて治療効果を評価した。その結果、コントロール群と比べて、陽子線単独治療群では腫瘍内糖代謝の低下が少なく、またAVE8062単独治療群では糖代謝低下は一時的であり腫瘍再増殖に伴う腫瘍部へのFDG高集積が再び見られた。一方、併用治療群では腫瘍組織内のFDG集積の著しい低下とその持続が確認され、併用治療の優れた抗腫瘍効果が示唆された。本研究では、腫瘍への線量集中性に優れた粒子線治療と、副作用が少なく腫瘍縮小効果の大きい腫瘍血管標的薬AVE8062、または抗がん剤を併用することによって低線量・低副作用で高い治療効果を狙う化学粒子線癌治療法の開発を目的として、マウス腫瘍モデルによる単回治療実験を実施した。AVE8062(40mg/kg)を併用した陽子線治療(15または30Gy)では、治療後の腫瘍体積変化からそれぞれの単独治療に比べて腫瘍増殖が顕著に抑制され相加的な治療効果が確認された。

また、白金系抗がん剤シスプラチン(10mg/kg)を併用した陽子線治療(15Gy)においても30Gyの大線量を付与する陽子線単独治療に匹敵する腫瘍増殖抑制効果が認められた。さらにマウスから腫瘍を摘出し、粒子誘起X線放射元素分析法によりシスプラチン由来の白金元素の腫瘍組織中における濃度および分布を評価した。その結果、白金濃度は2.6±0.3μg/gであり、腫瘍組織内に一様に分布しており、シスプラチンが腫瘍内に一様に伝達されていることが示唆された。一方、AVE8062併用陽子線治療後のマウスに対してFDG-PETスキャンおよびFMISO-PETスキャンを実施し、腫瘍の糖代謝と放射線抵抗性の低酸素細胞の残存状況を指標とした治療効果の分析を行った。FDG-PETでは腫瘍辺縁部に糖代謝が認められ、腫瘍中心部における糖代謝はほとんど無かった。また、FMISO-PETの結果においても、低酸素細胞が残存する領域はFDG集積が見られた腫瘍辺縁部の領域とほぼ一致していることが判明した。したがって、AVE8062併用陽子線治療では、陽子線照射により放射線感受性の高い有酸素細胞が殺傷され、さらにAVE8062で腫瘍中心部の広範囲な領域に壊死が誘発される一方で、腫瘍辺縁部の細胞は正常血管由来のわずかな酸素や栄養素の供給で残存する可能性が示唆された。
疎な高次分割表の解析理論の研究と計算アルゴリズムの開発

1.層別された高次分割表には、0セルや観察個数が極めて小数のセルが多出するため既存の理論及び方法が適用できない。そのため、基礎理論の数学的研究を行い次の研究成果をえた。(1)研究分担者川崎英文は無限個の滑らかな関数の上限として定義されるsup型関数の最小化問題を考察して、2次の最適性必要条件が、従来のLagrange関数の2階微分以外にE関数とよび新しい項を含んでいることを発見し、その性質を調べた。(3)研究分担者佐藤坦はR^n上の任意の実測度μについてある条件のもとでa.e.に成り立つ実解析学の基本定理が、μがFederer測度の場合でも成り立つことを証明した。この測定は、フラクタル上のハウスドルフ測度を含む極めて一般的な測度である。また、河野俊丈は共形理論に現れるリ-マン面の写像類群の表現を記述し、これらを用いて3次元多様体の位相不変量を、Heegaard分解を経由して構成した。