hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖尿病に着目した腹部大動脈瘤患者の観察研究

血管外科東北大学医学系研究科の倫理委員会への申請が遅れ、研究の承認を得られたのが遅かったため、その分遅れが生じている。しかし、H26年4月1日より研究の患者登録は開始されており、現在のところ登録状況も順調と思われる。旅費を予想よりも使用しなかったためと、新規登録に伴う検査を行った人数が予想より若干少なかったためと思われる。次年度の学会発表に関する旅費や論文作成のための経費に使用する予定である。平成26年4月1日より2年間の予定で患者登録を行う(登録後2年間のフォローアップの予定は変わりなし)。患者登録に関しては、外来通院中の対象患者に対して積極的に研究参加への声がけを行っており、正式な登録は4月から始まったばかりではあるが順調に登録者は増えている。当初の計画では平成25年秋平成26年冬に研究を開始する予定であったため、その分の研究経費(物品費)を組み込んでいたが、現実的には平成26年4月からのスタートとなったため、その分の金額が余った。平成26年4月1日より研究がスタートするので、余った金額は今年度(平成26年度)に組み入れて使用する予定である。
クロマチン構造の変化とその維持による遺伝子状態のエピゲノム性調節とその伝達

遺伝子領域全体がグローバルな制御を受ける結果、これを含むクロマチン成分に差が生じて核内における局在が変化し、場の制御を受けると予想される。そこで本研究では、転写抑制因子KAP-1あるいはKRAZ-1/2が転写を抑制する場がセントロメア近傍ヘテロクロマチン領域ではないかとの仮説の検証を行った。Tagを付加した全長のKRAZ1および2などを、transfectionによりNIH3T3細胞で発現させ、蛍光染色したのち、共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察した。その結果、(1)全長のKRAZ1および2は核内でdot様構造を形成する。(2)dotの分布はcentromeric heterochromatinに局在すKAP-1とHP1αのそれと一致する。(3)KRAZ1のcentromericheterochromatinへの局在はKRABに依存し、転写抑制と相関する。(4)KAP-1のcentromericheterochromatinへの局在にはHP1結合ドメインとoligomerizationドメイン(RBCC)が必要であり、転写抑制と相関する。(5)KRAZ1およびKAP-1のcentromeric heterochromatinへの局在および転写の抑制はhistone deacetylaseの阻害剤(TSA)で解除される、などの点が明かとなった。以上の結果から、KRAZと結合した制御対象遺伝子領域が、KRAZとKAP-1およびHP1との相互作用を介して核内において転写の不活性な場であるcentromeric heterochromatinに運ばれることが、KRAZ・KAP-1複合体による転写抑制メカニズムのひとつであり、この機構はhistoneの脱アセチル化に依存してと考えらる。
小脳による運動学習の分子基盤

記憶・学習の細胞機構としてシナプスにおける長期的な情報伝達効率の変化であるシナプス可塑性が考えられている。小脳皮質唯一の出力細胞であるプルキンエ細胞では、興奮性シナプス入力の長期抑圧と抑制性シナプス入力の脱分極依存性増強という2種類のシナプス可塑性が起り、それらが運動学習の基盤と考えられている。本研究では、これら2種類のシナプス可塑性の発現・維持・制御の分子機構を解明し、これらの可塑性が小脳皮質内での情報処理および個体行動の制御においてどのような役割を果たしているかを明らかにすることをめざしてきた。抑制性シナプス伝達に関しては、シナプス活動が脱分極依存性増強の発現を抑えるというユニークな可塑性制御機構を発見し、その分子メカニズムを明らかにした。興奮性シナプスにおいては、脱リン酸化酵素のカルシニューリンが長期抑圧後期相制御に関与することを示した。また、小脳プルキンエ細胞の興奮性シナプスで特異的に発現しており長期抑圧発現に必要であるδ2サブユニットを欠損したミュータントマウスの行動解析を行い、このミュータントマウスは反射性眼球運動の適応と呼ばれる運動学習をできないこと、プルキンエ細胞を完全に欠損したラーチャーミュータントマウスよりも重篤な運動障害を示すことを明らかにした。さらにδ2サブユニット欠損マウスの重い運動障害の原因を調べ、このマウスにおいてはプルキンエ細胞に対する下オリーブ核ニューロンからの異常な登上線維入力の影響が増大して、それがプルキンエ細胞の異常周期活動を介して不随意リズム運動を引き起こしていることを明らかにした。小脳におけるシナプス可塑性は運動学習の基盤と考えられており、平行線維・プルキンエ細胞間のグルタミン酸作動性興奮性シナプスで起る長期抑圧、抑制性介在神経細胞・プルキンエ細胞間のGABA作動性抑制性シナプスで起る脱分極依存性増強等が知られている。本研究では、これらのシナプス可塑性の発現・維持・制御の分子機構を解明すること、これらのシナプス可塑性が生体内で果たす役割を明らかにすることをめざしている。平成12年度の研究では、GABA作動性シナプスにおける脱分極依存性増強の制御機構に関する研究が大きく進展した。私たちは脱分極依存性増強が脱分極時にシナプス前神経細胞を活性化することにより抑えられることを発見した。この可塑性制御の分子機構を、培養プルキンエ細胞にパッチクランプ法および細胞内カルシウムイオンのイメージング法等を適用することにより解析した。その結果、プルキンエ細胞脱分極時にシナプス前神経細胞からGABAが放出されると、それがシナプス後プルキンエ細胞のGABA(B)受容体に作用することにより、脱分極依存性増強が抑えられることが明らかになった。プルキンエ細胞のGABA(B)受容体活性化によって、(1)カルシウムイオン流入量が減少する、(2)アデニールシクラーゼの活性が低下し細胞内cAMP濃度が減少する可能性が考えられた。私たちは、これらのうちのいずれが脱分極依存性増強の抑制に関与するか検討し、後者により引き起こされるAキナーゼの活性低下が脱分極依存性増強を抑えていることを明らかにした。また、脱分極依存性増強の抑制の生理的役割も探索し、この増強抑制が各シナプス特異的に情報伝達効率を制御する機構となっていることを示すデータを得た。上記の他、長期抑圧の発現・維持の分子機構の解析、長期抑圧を示さないミュータントマウスでの運動制御・運動学習についての解析が進行中である。小脳におけるシナプス可塑性は運動学習の基盤と考えられており、平行線維・プルキンエ細胞間のグルタミン酸作動性興奮性シナプスで起る長期抑圧、抑制性介在神経細胞・プルキンエ細胞間のGABA作動性シナプスで起る脱分極依存性増強等が知られている。

これまでの研究で、GABA作動性シナプスにおける脱分極依存性増強の制御機構に関する研究が大いに進展した。平成12年度までに、(1)脱分極依存性増強が脱分極時にシナプス前神経細胞を活性化すると抑えられること、(2)脱分極時にシナプス前神経細胞からGABAが放出されるとそれがシナプス後プルキンエ細胞のGABA(B)受容体に作用することにより脱分極依存性増強が抑えられること、(3)GABA(B)受容体活性化によってアデニル酸シクラーゼ活性が低下して、Aキナーゼ活性が低下することにより脱分極依存性増強が抑えられること、を明らかにした。平成13年度は、Aキナーゼ活性低下がどのようなメカニズムで脱分極依存性増強を抑えるか検討した。脱分極依存性増強には、カルモジュリン依存性キナーゼ(CaMK)活性が必要であることが知られていた。CaMKは蛋白質脱リン酸化酵素の一つであるPP1により抑制されるが、本研究によりAキナーゼはDARPP32分子を介してPP1活性を調節していることがわかった。DARPP32はAキナーゼによってリン酸化されるとPP1を抑制する。Aキナーゼ活性が低下するとDARPP32がカルシニューリンにより脱リン酸化されるためにPP1が開放され、それがCaMKのはたらきを抑え、脱分極依存性増強が抑えられるのである。上記の研究の他、長期抑圧の発現・維持の分子機構の解析、長期抑圧を示さないミュータントマウスでの運動制御・運動学習についての解析が進行中であり、長期抑圧維持にカルシニューリンが関与することなども明らかになっている。小脳におけるシナプス可塑性は運動学習の基盤と考えられており、平行線維・プルキンエ細胞間のグルタミン酸作動性興奮性シナプスで起る長期抑圧、抑制性介在神経細胞・プルキンエ細胞間のGABA作動性シナプスで起る脱分極依存性増強等が知られている。本研究では、これらのシナプス可塑性の発現・維持・制御の分子機構を解明すること、これらのシナプス可塑性が生体内で果たす役割を明らかにすることをめざしている。平成14年度の研究では、プルキンエ細胞で特異的に発現しており長期抑圧発現に必要なイオノトロピックグルタミン酸受容体δ2サブユニットに関する研究が進展した。δ2サブユニットについては、それがプルキンエ細胞内でどのようにして長期抑圧にかかわるかという問題と、δ2サブユニット欠損ミュータントマウスでどのような異常が起こるかという問題を研究した。前者の研究では、δ2サブユニット欠損培養プルキンエ細胞で突然変異を導入したδ2サブユニットを発現させる実験を行い、δ2サブユニットC末端膜近傍領域の約20アミノ酸がδ2サブユニットの細胞膜への局在維持と長期抑圧発現に必須であることを明らかにした。また後者については、δ2サブユニット欠損ミュータントマウスで眼球運動の解析およびプルキンエ細胞活動の記録実験を行し、δ2サブユニット欠損ミュータントマウスでは興奮性シナプス入力のバランスがくずれて10Hzの振動を伴う下オリーブ核細胞からの入力の影響が増大して、その結果プルキンエ細胞が異常な発火パターンを示すようになり、それが不随意運動を引き起こすことにより運動失調が起こることが明らかになった。記憶・学習の細胞機構としてシナプスにおける長期的な情報伝達効率の変化であるシナプス可塑性が考えられている。
放射損失とプラズマ診断の為の非平衡電離プラズマでのL殻イオン衝突輻射モデルの研究

非平衡電離プラズマにおける衝突輻射モデルを構築するには、電子衝突励起、電離衝突電離過程がメィンである電離過程プラズマのみならず、再結合過程がメインの再結合プラズマも同等に取り扱う必要がある。スペクトル線を用いたプラズマ診断や放射損失量の評価において詳細な衝突輻射モデルの構築が必要である。本研究ではL殻イオンの衝突輻射モデル構築を目指した。リチウム様イオンについては、河内・藤本(1995)のコードの改良をリチウム様ネオンイオンについて行った。ベリリウム様イオンについては、再結合過程を含んだ詳細な衝突輻射モデルコードをベリリウム様酸素、ネオン、鉄イオンについてそれぞれ構築した。モデル構築にあたり、二電子性再結合過程の速度係数が、終状態にあたるベリリウム様イオンの各励起状態毎に必要なため、Cowanの原子コードを用いた計算を、ベリリウム様ネオン、ベリリウム様酸素についてそれぞれ行った。二電子性再結合速度係数をそれぞれ詳しく調べると、ベリリウム様イオンの励起状態のconfiguration interactionが大きな影響を及ぼすこともわかった。主量子数の低いレベルに対して電子温度が低いときに影響が顕著に現れ、イオンによって異なる。このことは、二電子性再結合係数の単純なスケーリング則による取り扱いが難しいことも示唆している。ベリリウム様イオンの衝突輻射モデルは、電子衝突励起速度係数の原子番号によるスケーリングなどを採り入れて任意の原子番号のイオンに対しても計算できるようにモデルの改良を行っているが、再結合過程に関しては、スケーリングの取り扱いが問題として残った。Configuration interactionを考慮しない単純モデルでは、主量子数の低いレベルヘの二電子性再結合速度係数が低い電子温度では現れない。逆に、電子温度の低い再結合プラズマのプラズマ分光測定から二電子性再結合過程の計算に制限を与えることも可能だろう。今年度は、非平衡電離プラズマにおける衝突輻射モデルに基づいた、ベリリウム様イオンの励起状態の電子占有密度及びスペクトル線強度を計算するコードの改良をいくつか行った。基底状態から励起状態への電子衝突による励起速度係数と許容遷移の振動子強度について、既存の原子データの電子ファイル化と対応したサブルーチンの改良、また、エネルギーレベルと衝突電離速度係数は原子番号によるスケーリング則を用いた評価を行うようにした。これにより、電離過程プラズマ(再結合過程が効かないプラズマ)での任意の原子番号のべリリウム様イオンが取り扱えるようになった。再結合過程がメインのプラズマに対しては、二電子性再結合速度係数の原子番号によるスケーリングの取り扱いが複雑なため、より簡単化したモデルによるコードへの組み込みが今後の課題である。ベリリウム様ネオンと鉄イオンのコードを用いた計算の応用として、再結合プラズマでのX線レーザーの可能性を調べた。レーザーの利得が期待されるいくつかのスペクトル線を調べ、利得の原子番号スケーリングを求めた。アルミニウムのX線レーザー実験で測定されたべリリウム様アルミニウムのスペクトル線の利得と比較を行い、実験と矛盾しない事がわかった。また、リチウム様ネオンの非平衡電離プラズマ対応の衝突輻射モデルについて、河内・藤本(1995)のコードを改良して計算を行った。ボロン様ネオンの電離過程プラズマの衝突輻射モデルについても、テスト版としての簡単なコードを開発した。これらとべリリウム様ネオンの計算結果を、トカマク型プラズマ装置JT60Uでのネオンガス注入実験の分光測定との比較を行った。測定された強度比よりネオンイオンは再結合状態になっていると予想される事がわかった。
共有型リアル映像空間のための三次元大規模画像の入力と構造化表現に関する研究

リアル映像空間共有型コミュニケーションの実現に向けての最大の課題は、共有型リアル映像空間入力法の開発にある。共有型リアル映像空間入力法として、多数のカメラで撮影した画像と、レーザレーダを用いて計測した奥行きデータとを統合し、リアル三次元映像空間を構成するアプローチが考えられる。しかし、このアプローチには、以下の問題がある。1.表現座標系と解像度が全く異なる画像と奥行き情報との統合の難しさ画像は直交座標系で表現されているのに対し、レーザレーダによる奥行き計測データは球座標系で表現されている。また、奥行きデータの空間解像度は、画像の空間解像度よりもかなり低い。座標系と解像度とが全く異なる異種データを統合することは、極めて困難である。2.自由な視点移動に対処可能な三次元画像構造表現への変換の不安定性視点移動画像をリアルタイムで生成することが限られたコンピュータ処理能力でも可能となるように、統合化された情報を「コンパクトな三次元画像構造表現」に変換しなければならない。上記(1)の情報統合問題と上記(2)の三次元画像構造表現との解決に向け以下の手法の開発を中心に研究を行った。(1)奥行きデータからの区分的平面・曲面表現の生成法球座標系で表現された広視野の奥行きデータに対し、球座標系上で微分幾何学的演算を適用し、区分的平面・曲面近似表現を得る手法を開発した。ここでは、近似構成単位を高次曲面にまで拡張した。(2)複数の多角的観測画像の縫い合わせによる多重解像度大規模テクスチャ画像の生成法ズーム率の異なる複数のカメラで撮影した複数枚の画像を位置合わせしながら縫い合わせ、多重解像度の大規模テクスチャ画像を作成する。広視野画像とズーム画像とを併用することで、画像間の位置合わせを容易化すると共に、解像度の異なる大規模テクスチャ画像集合を生成した。本研究では、目標とする三次元画像構造表現として、シーンの三次元構造を平面の集合で近似したものに、複数の画像を縫い合わせて作成したテクスチャ画像を各構成平面に貼り合わせ、これらを舞台の書割(セッティング)のように配置したコンパクト表現、すなわち「一般化セッティング表現」を設定している。本研究は、高解像度カメラで撮影した複数枚の画像とレーザレーダで撮影した奥行きデータとを統合化することで、一般化セッティング表現を構成するための基礎的手法を開発した。(1)奥行きデータからの区分的平面の生成法球座標系で表現された広視野の奥行きデータに対し、球座標系上で微分幾何学的演算を適用し、区分的平面近似表現を得る手法を開発した。(2)複数の多角的観測画像の縫い合わせによる多重解像度大規模テクスチャ画像の生成法複数のカメラで撮影した複数枚の画像を位置合わせしながら縫い合わせ、多重解像度の大規模テクスチャ画像を生成する手法を開発した。この方法は、広視野画像とズーム画像とを併用することで、画像間の位置合わせを容易化し、解像度の異なる大規模テクスチャ画像を縫い合わせて作成するものである。(3)一般化セッテング表現の構成法奥行きデータの区分的平面と、多重解像度大規模テクスチャ画像とを領域単位で位置合わせすることで、一般化セッティング表現を構成する手法を開発した。ここで、位置合わせは、大規模テクスチャ画像から切り出した領域画像を、各構成平面へと対応付けた際、これが元々の観測画像上の対応領域と一致するように、テクスチャ領域と構成平面との対応を決定することで行っている。

1.表現座標系と解像度が全く異なる画像と奥行き情報との統合の難しさ画像は直交座標系で表現されているのに対し、レーザレーダによる奥行き計測データは球座標系で表現されている。また、奥行きデータの空間解像度は、画像の空間解像度よりもかなり低い。座標系と解像度とが全く異なる異種データを統合することは、極めて困難である。2.自由な視点移動に対処可能な三次元画像構造表現への変換の不安定性視点移動画像をリアルタイムで生成することが限られたコンピュータ処理能力でも可能となるように、統合化された情報を「コンパクトな三次元画像構造表現」に変換しなければならない。上記(1)の情報統合問題と上記(2)の三次元画像構造表現との解決に向け以下の手法の開発を中心に研究を行った。(1)奥行きデータからの区分的平面・曲面表現の生成法球座標系で表現された広視野の奥行きデータに対し、球座標系上で微分幾何学的演算を適用し、区分的平面・曲面近似表現を得る手法を開発した。ここでは、近似構成単位を高次曲面にまで拡張した。(2)複数の多角的観測画像の縫い合わせによる多重解像度大規模テクスチャ画像の生成法ズーム率の異なる複数のカメラで撮影した複数枚の画像を位置合わせしながら縫い合わせ、多重解像度の大規模テクスチャ画像を作成する。広視野画像とズーム画像とを併用することで、画像間の位置合わせを容易化すると共に、解像度の異なる大規模テクスチャ画像集合を生成した。
水環境中の動物用医薬品の挙動および環境リスクに関する研究

北海道の酪農地帯のいくつかの河川を対象として、水環境中の動物用医薬品の挙動を明らかにするため調査を行った。調査を行ったいずれの河川でも、牛への使用量が多いスルファモノメトキシンが数十数百ng/lの範囲で検出された。家畜飼育頭数が多い地域の方が河川中の濃度も高い傾向にあったが、河川流量や糞尿由来と考えられる栄養塩類との間には関係性が見られないことが明らかになった。今後さらに流出機構を調べる必要がある。1.実施内容本研究では畑作酪農・畜産が盛んである北海道胆振地区の小河川を対象とし,動物用医薬品の水環境中での存在およびその環境リスクを明らかにすることを目的とし,平成20年度は(1)資料収集による家畜飼育頭数や動物用医薬品使用量等の実態把握,(2)医薬品濃度測定方法の検討および(3)対象河川の水質調査を行った.2.結果概要(1)資料収集全国の動物用医薬品販売量統計と家畜飼育頭数の統計を用い,対象地域で使用される動物用医薬品量の推定を行った結果,テトラサイクリン系の抗生物質や合成抗菌剤のサルファ剤が多く用いられている可能性が高いことがわかった.(2)分析方法の検討テトラサイクリン系3種スルファ剤2種およびタイロシンの計5種の動物用医薬品について,液体クロマトグラフ質量分析計を用いた測定方法の検討を行い,これらの物質が測定できることを確認した。(3)河川水質調査人間活動の影響がほとんどない源流部から下流まで数ヶ所について調査を行った結果,硝酸性窒素は下流ほど濃度および負荷量が高くなっており,畑作酪農による畑地からの肥料(堆肥を含む)等の影響を受けていることが明らかになった.一方,医薬品についてはテトラサイクリン系の一つであるクロルテトラサイクリンのみ下流域の地点から検出された.他の医薬品濃度は定量限界以下あるいは検出限界以下であった.物質濃度と河川流量との関係を検討した結果,硝酸性窒素は流量の増加にともない濃度が減少する負荷量一定の傾向が見られたが,クロルテトラサイクリンは流量の増加とともに濃度が増加する負荷量増加の傾向が見られた.これらのことから動物用医薬品の発生源や環境への流出機構は,肥料由来と考えられる硝酸性窒素とは異なることが明らかになった.このことは,今後動物用医薬品の発生源や流出機構の解明や発生源対策を行う上で非常に重要である.1.実施内容本研究は酪農・畜産が盛んである北海道を対象として動物用医薬品の水環境中での存在およびその環境リスクを明らかにすることを目的とし,平成21年度は(1)測定対象医薬品の再検討,および(2)河川の水質調査を行った.対象河川は平成20年度対象とした畑作酪農地帯である胆振地区の小河川に加え,北海道有数の草地酪農地帯である宗谷地区の3河川も対象とした.胆振地区はほぼ月1回,宗谷地区は年間で2回調査を行い,医薬品濃度,流量,簡易水質,一般水質項目の測定を行った.2.結果概要(1)測定対象医薬品の再検討:全国の動物用医薬品販売量統計,家畜飼育頭数の統計情報に加え,酪農家からも聞き取りを行った結果,統計データで使用が多いと予想されたテトラサイクリン系の抗生物質や合成抗菌剤のサルファ剤が実際にもよく用いられていることがわかった.この中で平成20年度測定対象としなかったスルファモノメトキシンについて測定方法を検討し,測定対象物質に加えた.(2)河川水質調査:調査の結果,胆振地区の小河川の下流地点でスルファモノメトキシンが数十ng/lオーダーで検出された.また,宗谷地区の河川でも同様にスルファモノメトキシンが検出され,濃度は地点により数十数百ng/lであった.宗谷地区の対象地域では,胆振地区の約8倍もの乳用牛を飼育しており動物用医薬品の使用量も多いと予想されるが,河川中の医薬品濃度レベルの違いは,医薬品の使用量を反映していると考えられる.いずれの地区でもスルファモノメトキシンは調査日により濃度変化が大きかったが,河川流量との間に関係性を見ることはできなかった.また,家畜糞尿由来と考えられる溶存態窒素との間にも関係性は見られなかった.このことからスルファモノメトキシンの水環境中濃度の予測は難しく,今後さらに流出機構を明らかにする必要がある.
心筋梗塞後左室リモデリングにおけるマクロファージSOCS3の役割

本研究の目的は心筋梗塞の病態におけるマクロファージSOCS3の役割を明らかにすることである。マクロファージ特異的にSOCS3を欠損させた(SOCS3-mKO)マウスでは野生型と比較し、心筋梗塞後の死亡率が高かった。これはマクロファージSOCS3が何らかの機序で心筋保護的に作用することを示唆する。さらにKO群では心破裂が高率に発症することを明らかにした。梗塞後3日目の心臓ではKO群で心筋内出血が多く認められた。今後、心破裂に関連する因子として細胞外マトリックス分解酵素(MMP)の評価を行う。またマクロファージの機能分化とサイトカインシグナルの関連を明らかとし、心破裂発症の機序解明に取り組む。炎症応答は梗塞後リモデリングに重要な位置を占め、中でもマクロファージは炎症組織環境に大きな影響を与える。マクロファージの機能解明は梗塞後リモデリングの病態解明に繋がると期待されるが、梗塞後の時間経過に沿って変遷する機能の解明は容易ではない。梗塞後組織で高値となるIL-6はJAK/STATシグナルを活性化しマクロファージ機能を調節するとともに、ネガティブフィードバック因子SOCS3(Suppressor of cytokine signaling-3)を誘導する。マクロファージ特異的にSOCS3遺伝子をノックアウトすると(以下、mSOCS3-KO)、IL-6による炎症応答が大きく変化し、in vitroの分化系ではM1に強くシフトするようになる。本研究の目的は、マクロファージ特異的SOCS3ノックアウを用いて、梗塞後リモデリングにおけるマクロファージの機能、サイトカイン環境、組織炎症の関連を明らかにすることである。本年度はマウス左冠動脈前下行枝の結紮による心筋梗塞モデルを確立した。梗塞作成後14日間の生存率、及び梗塞範囲の評価を行った。現時点では有意差は認めないものの、mSOCS3-KO群で低下傾向を認めた。Azan染色による線維化評価においては梗塞範囲に差は見られなかったが、HE染色では心筋内出血が多い傾向にある。mSOCS3-KO群では第35日目にかけての心破裂発症率が高い傾向にあり、今後は急性期病態にも着目して解析をすすめていく。遺伝子改変マウスの繁殖・飼育管理を委託している動物会社において、マウス糞便中からの原虫感染が確認された。施設内のマウス、今回使用している同系統のマウスにおいてもクリーニング処置が行われたため、実験の進行に遅れが生じた。現在は、実験に必要な適齢週のマウスは確保出来ている。急性心筋梗塞の急性期死亡率は経皮的冠動脈形成術によって著しく改善したが、左室リモデリングによって慢性期に心不全を発症し、その予後は不良である。本研究の目的は炎症細胞であるマクロファージに着目し、急性心筋梗塞後の炎症・免疫反応の制御により梗塞後左室リモデリングを抑制することである。JAK/STAT経路はIL-6等によって活性化されるサイトカインシグナルであり、SOCS3(Suppressor of cytokine signaling-3)は内因性ネガティブフィードバック因子としてこれらを負に制御している。マクロファージ特異的にSOCS3を欠損(SOCS3-mKO)させるとM1(炎症性)マクロファージにシフトする事が示されており、梗塞後リモデリングの病態におけるマクロファージSOCS3の役割を解明することとした。SOCS3-mKOマウスを用いて急性心筋梗塞を作成し野生型マウスと表現型、組織での心筋障害の評価を行ったが、両群間で有意な差をみられなかった。そこで次に心筋細胞におけるSOCS3に着目した。我々はこれまでに心筋特異的SOCS3欠損(SOCS3-cKO)マウスではJAK/STAT3経路の活性化を介して心筋梗塞後の心筋障害が抑制される事を明らかにした。ここで、虚血プレコンディショニングとは先行する短時間の虚血を繰り返すことで、その後の心筋障害が抑制される現象である。虚血プレコンディショニング後の心筋保護シグナルの活性化をウエスタンブロットで評価したところSOCS3-cKOマウスでは野生型マウスと比較し、心筋保護シグナルの活性化が増強・遷延していた。さらに虚血再灌流障害モデルを作成したところ、KO群では野生型と比較し梗塞範囲の顕著な抑制が見られた。今後はSOCS3-CKOマウスにおいて虚血プレコンディショニングの心保護効果が相乗的に増強する機序について解析をすすめていく。心筋梗塞作成後14日間の観察期間における、野生群・KO群における生存率、心破裂発症率の検証を継続する。本研究では病態解明を行うにあたり、梗塞後リモデリングの病態を超急性期(心筋壊死とアポトーシス)、急性期(組織破壊と心破裂)、慢性期(線維化進行)の3つの時期に分け、それぞれの時期における組織評価、マクロファージの機能、サイトカイン環境、組織炎症の関連を明らかにする。

慢性期リモデリング評価として、梗塞作成後14日目におけるHE染色・Azan染色の評価、定量解析を引き続き行う。また、超急性期の梗塞範囲としてはEvansBlue染色・TTC染の二重染色、アポトーシス評価としてTUNEL染色を実施する。急性期の心破裂に伴う心筋内出血の評価としてTer119抗体免疫染色により心筋内出血面積を定量化し、二群間で比較する。浸潤マクロファージ数、M1/M2比(フローサイトメトリー)の評価、各種サイトカインの発現(qRT-PCR)、及びM1/M2サイトカインのシグナル分子活性化(蛍光染色イメージングサイトメトリー)では、組織切片でマクロファージ(Iba1)、線維芽細胞(FSP-1)、心筋細胞(心筋アクチン)と各種シグナル分子を多重染色し、サイトカイン環境と対応させて解析する。以上の解析から、心筋梗塞発症後の超急性期から慢性期までの各時期に、マクロファージが果たす役割と、マクロファージの機能分化にサイトカインシグナルが果たす役割が明らかになる。循環器研究の進行状況により、次年度に延期した実験が生じたため。次年度以降の実験で使用します。
森林土壌における物質循環活性の変化に伴う微生物の進化と群集構造の関係

前年度の実験で、森林土壌に対して、乾燥、帯水、糖添加の処理が、微生物群集の構造に対して、限定的な影響しか与えないことを確かめたので、今年度は、既存の文献調査から、土壌微生物群集に対して、最も顕著な影響を持つことが確かめられている、土壌のPHを改変する処理を実施した。さらに、培養期間も、前年の3週間から、100日間に延長し、微生物群集の反応と機能の変化を確かめた。その結果、Phを下げる酸化処理により、土壌の機能(硝化作用)が顕著に減少し、微生物群集構造も単純化することが確かめられた。さらに、野外調査も行い、自然の土壌微生物群集においても、土壌水分、気温などに比べて、土壌Phが最も顕著に微生物の群集構造(多様性と個体数の均等度)に影響することが確認できた。今年度中に、全てのクローン解析(16SrRNA)を終えることができなかったので、これらの結果を加えることで、微生物群集構造に対する、既存の種の反応とその場での変化(進化)がこのような環境の改変に対する反応としての貢献度を比較することができると考えている。本研究では、変動する環境の下で、生物の進化が群集構造さらには群集のもつ生態系機能に与える影響を検討した。具体的な仮説として、一定の種分化率の下でも、大規模な絶滅により群集全体の個体数が減少した後、環境の回復により群集のサイズが拡大し、出生数が増加することで、種分化イベントが増加し、生態系機能の回復と同時に種の進化が進み、生態系機能にも変化が生じるというメカニズムが生じる可能性を検証した。約2週間、様々な環境要因を操作した、現場土壌の培養を行い、微生物群集の反応を確認した。結果として、本研究で用いた、クローニングとT-RFLPを併用した方法により、微生物群集構造の変化が捉えられ、また、2週間という時間で、群集構造に大きな変化が生じることを確かめたので、今後、クローニングの数を増やし、一塩基での置換までを確認することで、群集の進化の様子を捉えることを試みる。
感覚間相互作用を利用したバーチャルな食体験の合成

本研究の目的は,感覚間相互作用を誘発することで簡易な刺激から食にまつわるさまざまな感覚を作りだす手法を明らかにし,限られた化学物質・食品から多様な味・食感・ボリュームを体験することができるバーチャルな食体験システムを実現することである.VRによる食体験の合成は,その中心となる味覚提示手法が確立されていないためほとんど研究が進められてこなかった.本申請では,ある感覚が他の感覚刺激と同時に提示された場合,感覚間の相互作用によって本来とは異なる刺激として知覚されるという現象(感覚間相互作用)に着目し,簡易な刺激の組み合わせから食にまつわる感覚を多彩に認識させ,多様な食をバーチャルに体験できる手法の提案と実証を行う.本年度は,味覚提示に関して,視覚・嗅覚が味覚を変化させる感覚間相互作用にどの程度寄与しているかを明らかにした.また,口腔内への嗅覚提示と鼻部への嗅覚提示それぞれがどの程度味覚を錯覚させる効果があるかについて実験を行い,鼻部よりも口腔内への嗅覚提示のほうが味覚を変化させる感覚間相互作用の効果が大きいことを実証した.さらに,感覚間相互作用を効果的に誘発する拡張現実感生成のため,食品の欠け,割れ,変形などの状態変化に対応可能な物体認識手法を開発した.食感については先行研究や他グループの研究結果を整理したうえで,適切な刺激の提示方法や咀嚼の検出手法について基礎的な検討を行った.さらに,当初技術的な困難さを予想していた課題である満腹感についても,拡張現実感によって食品の見た目のサイズを変更する手法を構築し,身体と食品との相対的なサイズ比を変化させることで,定量の食事から得られる満腹感を操作できることを明らかにした.これは,これまで提示が難しくほとんど扱われてこなかった内臓感覚を変化させることが可能なシステムという点でも,意義のある成果であると考えられる.本研究の目的は,感覚間相互作用を誘発することで簡易な刺激から食にまつわるさまざまな感覚を作りだす手法を明らかにし,限られた化学物質・食品から多様な味・食感・ボリュームを体験することができるバーチャルな食体験システムを実現することである.VRによる食体験の合成は,その中心となる味覚提示手法が確立されていないためほとんど研究が進められてこなかった.本申請では,ある感覚が他の感覚刺激と同時に提示された場合,感覚間の相互作用によって本来とは異なる刺激として知覚されるという現象(感覚間相互作用)に着目し,簡易な刺激の組み合わせから食にまつわる感覚を多彩に認識させ,多様な食をバーチャルに体験できる手法の提案と実証を行う.本年度は,味覚提示に関して,視覚・嗅覚が味覚を変化させる感覚間相互作用にどの程度寄与しているかを明らかにした.また,口腔内への嗅覚提示と鼻部への嗅覚提示それぞれがどの程度味覚を錯覚させる効果があるかについて実験を行い,鼻部よりも口腔内への嗅覚提示のほうが味覚を変化させる感覚間相互作用の効果が大きいことを実証した.さらに,感覚間相互作用を効果的に誘発する拡張現実感生成のため,食品の欠け,割れ,変形などの状態変化に対応可能な物体認識手法を開発した.食感については先行研究や他グループの研究結果を整理したうえで,適切な刺激の提示方法や咀嚼の検出手法について基礎的な検討を行った.さらに,当初技術的な困難さを予想していた課題である満腹感についても,拡張現実感によって食品の見た目のサイズを変更する手法を構築し,身体と食品との相対的なサイズ比を変化させることで,定量の食事から得られる満腹感を操作できることを明らかにした.これは,これまで提示が難しくほとんど扱われてこなかった内臓感覚を変化させることが可能なシステムという点でも,意義のある成果であると考えられる.
パーキンソン病における痛み認知障害の解明と非運動症状との関連について

我々は、痛覚線維であるAδ線維を選択的に刺激することで痛み関連電位を解析した。42名のPD(男性18名女性24名、年齢66. 7±6. 9歳)と年齢をマッチさせた健常人(男性8名女性3名61. 7±11. 3歳)に行った。PDにおける痛みの障害は罹病期間や運動障害とともに障害が進行性に悪化することを客観的に示すことができた。さらに匂いの障害と相関が見られることは、辺縁系障害に関連あると思われる今後それ以外の非運動症状との関連を考えることが重要と思われる。【目的】パーキンソン病(PD)では痛みを含む様々な体性感覚症状を呈することが知られている。PDの感覚症状を他覚的に捉えることは困難なことが多く、NCS等の検査でも異常を認めない。今回我々はPDにおける痛覚及び触覚認知に対し、電気生理学的手法で解析した。【対象・方法】25名のPD群(67±6.4歳)と9名のControl群(58±13.9歳)に対し、Aδ線維を特異的に刺激する表皮内電極を顔面に設置して痛み関連脳電位(Pain related SEP : PREP)を導出。また、正中神経遠位側を電気刺激してSEPの後期成分である皮質SEP(Cortical SE : CSEP)を導出。どちらも記録電極はCzに、両耳朶連結電極を基準電極とし、道出きれるN1、P1電位の振幅の和を比較検討した。【結果、考察】PREP、CSEP共にPD群ではControl群に比べ有意に振幅の低下を認めた。(P<0.01)痛覚及び触覚認知に関与する脳部位はほぼ一致しでおり、PREPやCSEPにおけるN1、P1電位は扁桃体、海馬を含む内側側頭葉における脳電位を表すとされている。病理学的には、PDでは同部位に多数のLewy小体が確認されている。今回の結果はPDにおける同部位の病理学的異常を反映した結果と考えちれ、またPDの感覚症状が同部位の異常に起因する可能性が示唆された。上記のような結果を得て2010年度の神経学会総会に発表予定です。21年度の研究において、パーキンソン病では、表皮内電極で誘発されるAδ線維刺激にお-ける痛み関連電位が、脳内の島や辺縁系で障害される可能性が示唆された。しかし、この痛み関連電位は、高齢者では、手指刺激では、健常であっても出現しないことが多く見られたために、22年度は、現在日常臨床で用いられている電気刺激による体性感覚誘発脳電位の応用を検討した。日常診療に使用される体性感覚誘発電位に加え、中潜時の体性感覚誘発電位を行った。中潜時体性感覚誘発電位は、高齢において良好に出現し、N20以降の後期成分を検出することができた。一方、パーキンソン病の体性感覚誘発電位後期成分は出現しにくく、この傾向は表皮内刺激電位を用いた痛み関連電位は、その出現率においてほぼ一致しており、日常臨床で使用が可能であることが明らかとなった。日常臨床で使用可能であることから、パーキンソン症候群の鑑別に有用であることが考えられ、パーキンソン病とほかのパーキンソン症候群(線条体黒質変性症、進行性格上性麻痺、皮質基底核変性症など)にこの検査を施行したところ、まだ症例数が少ないために有意差はないが、両セイの鑑別に有用である可能性が示唆されている。誘発される脳電位は、主に辺縁系から出現するため、パーキンソン病の非運動症状に深い関連があると考えられるため、さらに、この誘発電位によって得られた誘発脳電位の出現潜時と振幅と、パーキンソン病の非運動症状との関連を明らかにするため、同時に施行している自律神経検査やアンケート法による欝や幻覚などの精神症状の指標と痛みの関連電位との相関を検討している。これも、まだ症例数が少ないため有意差が出ていないが、関連があることが示唆されている。21年度の研究において、パーキンソン病では、表皮内電極で誘発されるAδ線維刺激における痛み関連電位が、脳内の島や辺縁系で障害される可能性が示唆された。

23年度は、誘発される脳電位は、主に辺縁系から出現するため、パーキンソン病の非運動症状に深い関連があると考え、パーキンソン病の非運動症状との関連を検討した。誘発電位によって得られた誘発脳電位の出現潜時と振幅と、パーキンソン病の非運動症状との関連を明らかにするため、同時に施行している自律神経検査やアンケート法による欝や幻覚などの精神症状の指標と痛みの関連電位との相関を検討した。誘発電位の振幅はパーキンソン病の重症度としては、罹病期間、ヤール重症度、UPDRS-3と相関があることが明らかとなった。また、非運動症状としてはOSIT-Jを用いたにおい検査と誘発電位の振幅とに有意な関連があることが明らかとなった。現在、Braakらの仮説によりパーキンソン病が運動疾患だけでなく、自律神経障害や嗅覚障害が先行する疾患と考えられてきており、生理学的にこの事実を明らかにしたと考え現在英文投稿中である。
シリコンウェハ加工表面欠陥のナノインプロセス計測に関する研究

シリコンウェハ加工表面に存在する種々の微小欠陥を定量的に測定評価し識別できるインプロセス計測法を確立するために高倍率対物レンズを用いたシリコンウェハ加工表面欠陥検出光学系を構築し,実験を行った結果,以下の成果が得られた.(1)標準粒子検出実験より,光学的欠陥パターンのリング径を計測することで検出欠陥の大きさを推定できることが分かった.(2)付着微粒子,ピンホール,マイクロスクラッチなどの表面欠陥の種類によって光学的欠陥パターンの形状は異なり識別が可能である.すなわち,ピンホールは付着微粒子と同様なリング像が検出されるが,0次光回折強度が非常に大きいこと,またスクラッチはスリットの回折光強度分布に似た縞パターンが得られる.次に上記手法をインプロセス計測に適用するために,微小欠陥から発生する光学的欠陥検出パターンの効率的かつ高速な処理を目的として,BSO非線形光学結晶を光情報高速記録バッファとして用いる高速光情報処理手法を提案し,実験的に検討を行った結果,以下の成果が得られた.(3)Arレーザ,He-Neレーザ,BSO素子から構成されるホログラフィ記録・再生光学系の構築を行い,光学的欠陥検出パターンの高速記録(10msec),および多重記録(5枚)が可能なことを確認した.以上(1)(3)の研究成果から,シリコンウェハ加工表面欠陥検出光学系より検出される光学的欠陥パターンをウェハ毎に高速に記録し,次の検査の間に再生・解析処理を行うことで,種々のシリコンウェハ加工表面微小欠陥を定量的に測定評価できるインプロセス計測システムが実現できる可能性のあることを示唆した.シリコンウェハ加工表面に存在する種々の微小欠陥を定量的に測定評価し識別できるインプロセス計測法を確立するために高倍率対物レンズを用いたシリコンウェハ加工表面欠陥検出光学系を構築し,実験を行った結果,以下の成果が得られた.(1)標準粒子検出実験より,光学的欠陥パターンのリング径を計測することで検出欠陥の大きさを推定できることが分かった.(2)付着微粒子,ピンホール,マイクロスクラッチなどの表面欠陥の種類によって光学的欠陥パターンの形状は異なり識別が可能である.すなわち,ピンホールは付着微粒子と同様なリング像が検出されるが,0次光回折強度が非常に大きいこと,またスクラッチはスリットの回折光強度分布に似た縞パターンが得られる.次に上記手法をインプロセス計測に適用するために,微小欠陥から発生する光学的欠陥検出パターンの効率的かつ高速な処理を目的として,BSO非線形光学結晶を光情報高速記録バッファとして用いる高速光情報処理手法を提案し,実験的に検討を行った結果,以下の成果が得られた.(3)Arレーザ,He-Neレーザ,BSO素子から構成されるホログラフィ記録・再生光学系の構築を行い,光学的欠陥検出パターンの高速記録(10msec),および多重記録(5枚)が可能なことを確認した.以上(1)(3)の研究成果から,シリコンウェハ加工表面欠陥検出光学系より検出される光学的欠陥パターンをウェハ毎に高速に記録し,次の検査の間に再生・解析処理を行うことで,種々のシリコンウェハ加工表面微小欠陥を定量的に測定評価できるインプロセス計測システムが実現できる可能性のあることを示唆した.シリコンウェハ加工表面に存在する種々の微小欠陥を定量的に測定評価し識別できるインプロセス計測法を確立するために偏光・回折光学系計測システムを構築し実験を行った結果次のような研究成果が得られた。(1)シリコンウェハ加工表面に粒径1.16μm,0.635μm,0.212μmのポリスチレンラテックス標準微粒子を付着した試料表面から,いずれの粒径の場合も波状の暗輪と明輪からなるAiryデイスクのような光散乱パターンが検出された.(2)SEM観察で付着微粒子の個数を確認した後,光散乱パターン検出実験を行った結果,付着微粒子1個の場合は鮮明な真円リング像が得られるが,2個で真円の度合いがくずれはじめ,個数が増えると,割れたリングパターンあるいは渦巻き状の楕円パターンに変化することが分かった.(3)1個の微粒子が付着した試料表面からの光散乱パターンは,粒径が小さいほど光リング径が大きくなり,リング径から粒径を推定できることが分かった.(4)0.212μmのような微小な付着粒子の場合,対物レンズの倍率(X100)が高いほど,光波長(0.488nm)が短いほど鮮明な散乱パターンを得ることができる.(5)SEM観察によってシリコンウェハ表面に生じる微小なコンタミネーションからも付着微粒子と同様な散乱パターンを検出することができ,そのパターンコンタミネーションの大きさよりも濃度に影響されることが明らかになった.(6)付着微粒子,ピンホール,マイクロスクラッチなどの表面欠陥の種類によって光散乱パターンの形状は異なり識別が可能である.すなわち,ピンホールは付着微粒子と同様なリング像が検出されるが,0次光回折強度と偏光度が非常に大きいこと,またスクラッチはスリットの回折光強度分布に似た縞パターンが得られることが分かった.オンアクシス型フーリエ変換ホログラフィ技術を測定原理に応用することで,種々のシリコンウェハ加工表面欠陥を特徴的な光パターン(欠陥検出パターン)として検出し,欠陥の種類,大きさを計測するシリコンウェハ加工表面欠陥計測法をインプロセス計測に適用するために,微細欠陥より発生する欠陥検出パターンの効率的かつ高速な処理を目的として,BSO非線形光学結晶を用いた高速光情報処理光学系を構築し,実験を行った結果得られた成果を挙げる

.1.再生光の効率は記録光の入射角度およびBSO素子への印加電圧に依存しており,入射角度が小さいほど,また印加電圧が大きいほど高効率での再生が可能となる.2.再生の際,ノイズ光となる0次光を除去するため,空間周波数領域で1次光成分と0次光成分が異なる周波数成分となることを利用して0次光ノイズ除去光学系を組み込み,ノイズ光と1次光の分離が高効率で行えるようになった.3.拡散板および記録指定マスクを用いて,BSO素子の記録領域を指定し,1つのBSO素子に多重の欠陥検出パターンを記録することが可能となった.7mm×7mmの記録面に対し,5種類の欠陥検出パターンを記録することができ,そして,クロストークなしに,それらの再生が行えることを確認した.4.BSO素子への記録時間は記録光のレーザパワーに依存しており,パワーが大きいほど,短時間での記録が可能となることが分かった.記録光のパワー密度3.1mW/cm^2において10msecという短時間での記録が達成された.これは一般的な光振幅検出素子であるCCDエリアセンサの検出時間の1/3に相当するものである.
超高速光波電磁波信号処理技術に関する研究

本研究では、ユーザ主導でサービスやユーザの環境に適合した周波数運用・電波形式を提供可能な周波数開放型知的無線通信ネットワークの実現を目指し、光波・電磁波両技術が融合された超高速光波電磁波信号処理技術である電波エージェント技術と仮想電波空間光ネットワーキングに関する研究を遂行した。電波エージェント技術:まず、画像を構成する情報の重要度と無線リンク品質に応じて適応的に変調形式を制御する階層変調方式を提案し、移動通信・衛星通信における有効性を明らかにした。さらにこれを発展させ、利用者の希望するQoSと情報コンテンツの重要度の両方に適応した電波形式を電波エージェントが選択し、新しい評価尺度であるユーザ満足度を最高にするマルチメディア階層変調エージェント方式を新たに提案し、シミュレーションによりその有効性を評価した。その結果、帯域利用効率を最高にしつつユーザの要求する転送遅延と受信品質を両立できることを明らかにした。また、直交マルチキャリア変調方式については、非線形補償方式、ガード区間を利用した周波数同期方式、同一チャネル干渉を除去し、空間分割多重を実現するプリDFT合成ダイバーシチ直交マルチキャリア方式を提案し、その有効性を明らかにした。仮想電波空間光ネットワーキング:光ファイバネットワークの帯域を無線信号の自由空間として利用する仮想電波空間ネットワークのマルチキャリア無線サービスに対する汎用性を実現する光チャープ多重形式変換方式と無線信号の光領域での圧縮パケット信号化方式を新たに提案し、理論解析により無線信号の良好な伝送品質を確認した。また、光符号空間で無線信号の仮想自由空間を実現する直接光スイッチCDMA方式とその拡散利得を改善する高次帯域標本化拡散方式を提案し、radio-on-fiber伝送実験を実施して帯域標本化伝送原理を確認すると共に、無線信号の受信品質について理論解析を行い本提案による改善効果を明らかにした。また、電波形式に対する透明性を向上するために帯域標本化周期と拡散符号時間長の独立性を高めた場合に発生するスペクトルエリアシング歪の影響について理論的に定量評価すると共に、実験的に無線信号品質に与える影響を評価し、歪電力が影響を及ぼすチップ周波数を明らかにした。また、本歪を除去するキャンセラの構成を提案し、理論解析によりその有効性を明らかにした。本年度は,伝搬路やトラヒック変動が激しく変動する環境において無線周波数割り当てと伝送方式をダイナミックに制御する適応周波数資源割当方式の概念設計とその制御アルゴリズムを検討した.まず,セル構成にオーバーラップを許すオーバラップセル構成を提案し,その周波数利用効率の解析を行った.その結果,特にトラヒック変動の大きい状況において周波数割り当てを有効に実現できることを明らかにした.次に,基地局-制御局間を光りファイバで結び光を無線信号で変調して伝送する光ファイバマイクロセルシステムにおいて,最大比合成マクロダイバーシチを行うシステムを提案した.提案方式を用いることにより,同一周波数干渉を取り除くことができ,その結果繰り返しゾーン数を1とすることができることを示した.このことから,提案方式は周波数の有効利用のために非常に有効な技術である.一方,光ファイバマイクロセルシステムにおいて,光伝送路の非線形性は大きな問題となる.この問題点を解決するため,受信機側で非線形ひずみ補償を行う方式を提案した.提案方式は受信機側でニューラルネットワークにより非線形等化器を構成し,非線形ひずみ補償を行うものである.計算機シミュレーションにより,提案方式が有効に動作することを明らかにした.さらに,光ファイバ無線システムにおいて,1本のファイバで複数の基地局無線信号を収容するための技術について検討を行い,光CDMA(Code Division Multiple Access)方式が有効であることを示した.

平成10年度は,平成9年度において得られた知見をもとに光強度変調標本化光変復調器の試作を行った.本装置は,光強度変調器,外部光変調器,光検波器ならびに無線バンドパスフィルタから構成されている.光強度変調器に1.9GHz帯の無線信号を入力し,光強度変調信号を生成する.光変調信号は外部光変調器に入力され,帯域自然標本化される.帯域標本化された光変調信号は光ファイバ伝送路を通じて光検波器に入力され,無線信号が取り出される.この無線信号には,標本化により生じた帯域外成分が含まれている.この帯域外成分はバンドパスフィルタにより取り除かれ,希望無線信号が復元される.実験装置を用いて信号対雑音特性や標本化歪みなどの基本特性について測定を行った.その結果,伝送に十分な品質が得られることを明らかにした.また,本装置が光CDMA伝送へ拡張が可能であることが分かった.次に,本年度は,光ファイバ無線方式と,無線におけるCDMA方式を融合した光フィード偏在アンテナシステムを提案し,その基本特性の解析を行った,無線CDMA方式では,伝搬遅延時間の異なる複数の経路からの伝搬信号を分離し,位相を整合させて再合成するRAKE受信技術が一般に用いられている.この技術と光ファイバ無線方式を組み合わせることにより,平成9年度において提案している光ファイバマイクロセルマクロダイバーシチを容易に実現することができる.また,アンテナをサービスエリア内に遍在させることにより,エリア内の伝搬損失変動を小さく抑えることが可能となり,CDMA方式で問題となる遠近問題を解決する可能性を持つ.ここでは,ビット誤り率特性並びに伝搬損失の変動特性について理論解析を行い,提案方式が有効であることを明らかにした.本研究では、ユーザ主導でサービスやユーザの環境に適合した周波数運用・電波形式を提供可能な周波数開放型知的無線通信ネットワークの実現を目指し、光波・電磁波面技術が融合された超高速光波電磁波信号処理技術である電波エ一ジェント技術と仮想電波空間光ネットワーキングに関する研究を遂行した。電波エ一ジェント技術:まず、画像を構成する情報の重要度と無線リンク品質に応じて適応的に変調形式を制御する階層変調方式を提案し、移動通信・衛星通信における有効性を明らかにした。さらにこれを発展させ、利用者の希望するQoSと情報コンテンツの重要度の両方に適応した電波形式を電波エ一ジェントが選択し、新しい評価尺度であるユーザ満足度を最高にするマルチメディア階層変調エ一ジェント方式を新たに提案し、シミュレーションによりその有効性を評価した。その結果、帯域利用効率を最高にしつつユーザの要求する転送遅延と受信品質を両立できることを明らかにした。