hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
衛星芸術用ミッションモジュールの開発と遠隔創造の実践

2014年2月H-IIAロケットの相乗り衛星として、世界初の芸術衛星「ARTSAT1:INVADER」が高度378kmの太陽非同期軌道に投入された。10cm角、1.85kgの1U-CubeSatのINVADERは、その後軌道上で順調に運用を続け、搭載されたミッションOBC「Morikawa」によって、音声や音楽、詩のアルゴリズミックな生成、チャットボットによる対話といった芸術ミッションを達成した。次いで、同年12月には深宇宙彫刻「ARTSAT2:DESPATCH」(3Dプリントで制作した渦巻き状の造形部を有した50cm立方、約33kgの衛星)を打ち上げ、深宇宙からの宇宙生成詩の送信に成功した。本研究では、現在芸術衛星INVADERのミッションOBCボードとして開発中のシステムを、外部のハードウェアと通信しながら、スタンドアローンで動作する、汎用の生成芸術用モジュールとしてパッケージ化し、さまざまな極限環境で自律的に生成芸術を制作できる汎用かつオープンなモジュールの制作を行う。平成25年度は、本研究のメインテーマである遠隔創造用のミッションOBC「Morikawa」のVer.1.0を開発した。Morikawaを搭載したCubeSat芸術衛星「INVADER」を、H-IIAロケットの相乗り副衛星として、2014年2月28日にJAXA種子島宇宙センターから地球周回軌道に投入した。衛星の軌道投入と初期運用に成功し、Morikawaの軌道上での動作も確認した。Morikawaにあらかじめ搭載していた、ChatbotのElizaやカメラ撮影などの各種ソフトウェアを実行した。Morikawaに接続された音声合成チップおよびデジトーカ(FM音声送信装置)の稼動にも成功し、宇宙からのアルゴリズミック音楽やコード音響詩の送信実験を行った。さらに、Morikawa上のアプリとして実装されていたInvaderVM(仮想機械)も作動し、地上からのバイトコード送信によるリプログラムにも成功した。平行して、ARTSAT2号機の深宇宙彫刻「DESPATCH」の「はやぶさ2」相乗りが決まり、2014年12月にH-IIAロケット相乗りで地球脱出軌道に投入予定である。現在はINVADERの運用に加えて、DESPATCHの開発にも取り組んでおり、設計制作は順調に進んでいる。本研究は、芸術衛星INVADERのミッションOBCボードとして開発されたシステムを、外部のハードウェアと通信しながら、スタンドアローンで動作する汎用の生成芸術用モジュールとしてパッケージ化し、さまざまな極限環境で自律的に生成芸術を制作できる汎用かつオープンなモジュールの制作を行うことを目的としている。平成26年度は、前年度に打ち上げられた世界初の芸術衛星「ARTSAT1:INVADER」に引き続いて、まず8月22日にJAXA大樹航空宇宙実験場(北海道)から放球した大気球相乗り実験で、スタンドアローンで動作するモジュールの成層圏(地上から33km上空)における動作試験を行った。モジュールは無事に回収され、搭載センサーによる、気球が飛行中のテレメトリデータを取得することができた。さらに12月3日には、H-IIA 26号機に「はやぶさ2」の相乗りで深宇宙(地球脱出軌道)に投入された深宇宙彫刻「ARTSAT2:DESPATCH」に遠隔創造用のミッションOBC「Morikawa」を搭載し、アルゴリズミックに生成された宇宙詩の深宇宙からの送受信に成功した。その後DESPATCHは、太陽の回りを周回する人工惑星となり「世界で最も遠い芸術作品」が誕生した。ARTSATプロジェクトが、2014年に相乗り打ち上げを行った、3機のペイロード(芸術衛星ARTSAT1:INVADER、大気球相乗りモジュール、深宇宙彫刻ARTSAT2:DESPATCH)のすべてに、本研究を通じて開発された遠隔創造用モジュールのMORIKAWAが搭載され、それぞれが異なる極限環境にもかかわらず、いずれの場合においてもフルサクセス以上のエクストラ・サクセスを達成し、このミッションOBCの性能と可能性が示された。さらに、今回の成果を踏まえて、このMORIKAWAをベースとしたミニマムバス衛星の設計制作を行うための、基本的なライブラリやドキュメントの整備を行い、プロジェクトのGitHubおよび論文を通じて公開した。ARTSATプロジェクトが、リンツで毎年開催されているARS ELECTRONICAのHybrid Art部門で優秀賞(準グランプリ)を獲得し、CyberArts2015という展覧会でその成果を発表した。展覧会のみならず、受賞者プレゼンテーションおよび関連するシンポジウムなどでも、遠隔創造モジュールからのデータを用いて制作された衛星芸術作品を発表し、さまざまな意見交換を行うことができた。前述のGitHubによる設計開発データの公開のみならず、2機の宇宙機に搭載されたミッションOBCが取得したデータが、GitHubおよびARTSAT APIからいつでも取得可能な状態でアーカイブされており、今後の作品制作の素材としてオープンに活用できる環境を整えた。芸術衛星

INVADERに引き続いて、大気球実験によるスタンドアローンモジュールの成層圏実験、さらには深宇宙彫刻「DESPACTH」の打ち上げおよび運用が成功し、「Morikawa」の成層圏気球、地球周回の人工衛星、太陽周回の人工惑星(新宇宙)という、3種類の極限環境での稼働が実証された。メディア芸術上記の3つの実験で取得されたデータのとりまとめと、それらを用いた作品(プロトタイプ)制作を行う。並行して「Morikawa」をベースにした最小限の衛星バスの設計を行い、ARTSAT3(プロジェクト3号機)の実現を目指す。芸術衛星INVADERの打ち上げおよび運用の成功のみならず、地球脱出軌道に投入される深宇宙彫刻「DESPACTH」の相乗り採用が決まった。この宇宙機にも「Morikawa」が搭載され、地球脱出人工惑星軌道でのMorikawaによる生成詩(コードによって生成される宇宙詩)の遠隔創造および作品の送信実験が行えた。平成25年度に予定していたJAXA大樹航空宇宙実験場から放球予定の大気球相乗り実験は、気球事故のため延期になってしまったが、平成26年5月末に再実験の予定である。また、打ち上げに成功したINVADERの運用、大気球実験に加えて、新たに打ち上げられることになったDESPATCHの設計開発も平行して進めていく。平成25年度は、深宇宙彫刻「DESPACTH」の相乗り採用が決まり、その制作のための費用として、次年度の予算の内、90万円を前倒し支払い請求を行った。制作費用を安く抑えることができ、また、当初予定していたJAXA大樹航空宇宙実験場での大気球相乗り実験が中止となり、約7万円が未使用額として残った為、次年度に繰り越すこととした。DESPACTHの採用によってプロジェクト自体が当初の計画以上に発展することとなった。平成26年度は、昨年度予定していたJAXA大樹航空宇宙実験場(北海道)から放球予定の大気球相乗り実験を5月末に再実験の予定しており、その費用として研究費を使用予定である。また、打ち上げに成功したINVADERの運用、大気球実験に加えて、新たに打ち上げられることになったDESPATCHの設計開発も平行して進め、INVADER同様、DESPATCHのミッションも成功に導きたい。
機械振動系におけるカオスとノイズの相互作用

まず,現実の機械装置に現れるカオス的動力学は,確率的なモデルにより表現されるべきであることを理論・実験の両面から論じた。広く知られるリアプノフ指数は,局所的拡大率と呼ばれる局所量の長時間平均であるが,この局所的拡大率の確率密度関数や,フラクタル次元などのスケーリング指標を用いて,決定論モデルのカオス,確率論モデルのカオス,実験装置(人為的ノイズ源なし)のカオスの3者を比較検討し,実験装置のカオスの性質を忠実に再現するのは,決定論モデルではなく確率論モデルであることを,理論,実験の両側面から示した。さらに,このような確率システムに生じるカオスのパラメータ分岐を理論・実験の両面から議論した,まず,確率項の出現によって確定系のカオス分岐がどのように変化するかを,中立安定点(リアプノフ指数の零点)の消失として定量的に捉えた。つぎに,抽出された中立安定点近傍の挙動を,情報次元,スペクトル分布関数により定量的に特徴づけた。その結果,確率システムのカオスのアトラクタは,不安定なカオス領域において決定論モデルに似た挙動を示し,安定な非カオス領域において確率論モデルに似るなどといった,従来の立場からは,なかば逆説的ともとれる新たな知見を得た。以上の研究成果を,国際会議にて発表した。さらに,このような確率システムに生じるカオスのパラメータ分岐を理論・実験の両面から議論した。まず,確率項の出現によって確定系のカオス分岐がどのように変化するかを,中立安定点(リアプノフ指数の零点)の消失として定量的に捉えた。その結果,確率システムのカオスのアトラクタは,中立安定点近傍において概周期励振を受ける確定系の非カオス的ストレンジアトラクタによく似た性質を示すことを定量的に示した。また,確率項の有無によるモデル化誤差は,安定な挙動(リアプノフ指数が0に近い)ほど大きいことなど,確率システムに生じるカオス特有の性質を明らかにした。以上の研究成果を,全3報の雑誌論文として発表した。
極低炭素鋼板の変態集合組織に及ぼす微量炭素の影響に関する検討

Mn量を予備実験よりも大幅に変化させた極低炭素Ti添加鋼板を供試材とした。熱延・冷延鋼板を急速加熱炉にて再結晶させ{111}集合組織を発達させ、その後微量炭素を0-125ppmの範囲で浸炭させた。ソルトバス加熱・冷却過程における粒成長・変態過程および急冷処理後の組織観察、第2相の組織同定には光学・電子顕微鏡等を活用した。X線により結晶方位分布も測定した。得られた主要成果は次の通りである。1.微量炭素量と急冷後のマルテンサイト,ベイナイト生成量の関係変態後の組織はMn,C量および冷却速度の増大はベイナイトおよびマルテンサイト形成を促進する。ベイナイト類似組織は1%Mn以下の成分においても形成された。2.集合組織の板厚方向分布と微量炭素量およびMn添加量との関係集合組織の板厚方向分布および{111}集合組織発達を支配する因子はMn,C量と冷却速度であることが明らかになった。3.変態組織と{111}集合組織発達γ変態後急冷すると集合組織のランダム化は抑制されるが、急冷あるいは高Mn化によるマルテンサイトの形成は{111}集合組織発達には必ずしも有利ではない。さらに典型的ベイナイトよりも高温変態したと推定される回復副粒界的界面と内部に高転立密度を有するquasi-polygonal ferrite的中間段階変態組織の発達が望ましいという全く新しい知見が得られた。しかしながら、マルテンサイト、典型的ベイナイトおよび中間段階変態組織と変態集合組織との関係に関する電子顕微鏡的検討は統計的処理をするに十分なデータが得られていない。このため微量炭素の影響も包含して総合的に説明可能な変態集合組織形成機構の提案までの成果を挙げることはできなかった。これらの綿密な検討を加え、その結果に基づく、incoherentな界面の存在と(111)方位発達との関連など変態集合組織形成機構の解明が今後の研究課題である。熱延,冷延した鋼板に急速加熱炉にて再結晶させ{111}集合組織を発達させる。その後微量炭素を0ー125ppmの範囲で浸炭させた。浸炭量の異なる素板の加熱過程あるいは冷却過程における粒成長・変態過程の観察用熱処理はソルトバスにて実施した。急冷処理後の組織観察、第2相の組織同定は光学・電子顕微鏡等を活用した。得られたおもな成果は次の通りである。(1)変態温度はMn量におもに依存し、変態後の組織は化学成分(Mnおよび微量炭素量)と冷却速度に依存し、Mn,C量が増加し、冷却速度が増大するほどマルテンサイトは形成されやすくなる。(2)ほぼ全面的にベイナイティック組織は1%Mn以下の成分にて、またフェライト+マルテンサイト(ベイナイトも含む)複合組織は1.5%Mn以上の成分にて形成され、これら組織を目的に応じて造り分けることが可能になった。両組織の{111}集合組織発達を支配する因子もMn,C量と冷却速度であることが明らかになった。(3)γ変態後急冷すると集合組織のランダム化は抑制されるが、急冷あるいは高Mn化によるマルテンサイトの形成は{111}集合組織発達には必ずしも有利ではなく、ベイナイト的組織の発達が望ましい。(4)集合組織の板厚方向分布に関し興味深い結果が得られ、Mn,C量あるいは冷却速度等との関連付けを可能と推定された。しかし、微量炭素量およびMn添加量との関係に関して定量的に議論するには今後十分なデータの蓄積が必要である。

これらの綿密な検討を加え、その結果に基づく、incoherentな界面の存在と(111)方位発達との関連など変態集合組織形成機構の解明が今後の研究課題である。Mn量を予備実験よりも大幅に変化させた極低炭素Ti添加鋼板を供試材とした。熱延・冷延鋼板を急速加熱炉にて再結晶させ{111}集合組織を発達させる。その後微量炭素を0-125ppmの範囲で浸炭させた。浸炭量の異なる素板の加熱ははソルトバスにて実施した。加熱・冷却過程における粒成長・変態過程および急冷処理後の組織観察、第2相の組織同定には光学・電子顕微鏡等を活用した。X線により結晶方位分布も測定した。得られたおもな成果は次の通りである。1。α→γ変態温度とC,Mn量等との関係変態温度はMn量におもに依存し、Mn量の増加とともに低下する。2.量炭素量と急冷後のマルテンサイト,ベイナイト生成量の関係変態後の組織は化学成分(Mnおよび微量炭素量)と冷却速度に依存し、Mn,C量が増加し、冷却速度が増大するほどベイナイトおよびマルテンサイトは形成されやすくなる。ほぼ全面的にベイナイティック組織は1%Mn以下の成分においても、またフェライト+マルテンサイト(ベイナイトも含む)複合組織は1.5%Mn以上の成分にて加熱後の冷却速度制御により形成され、これら組織を目的に応じて造り分けることが可能になった。3.集合組織の板厚方向分布と微量炭素量およびMn添加量との関係集合組織の板厚方向分布に関し興味深い結果が得られ、Mn,C量あるいは冷却速度等との関連付けを可能と推定された。{111}集合組織発達を支配する因子もMn,C量と冷却速度であることが明らかになった。4.変態組織と{111}集合組織発達・γ変態後急冷すると集合組織のランダム化は抑制されるが、急冷あるいは高Mn化によるマルテンサイトの形成は{111}集合組織発達には必ずしも有利ではなく、典型的ベイナイトよりも回復副粒界的界面と内部に高転位密度を有するquasi-polygonal ferrite的中間段階変態組織の発達が望ましい。・incoherenな界面の存在と(111)方位発達との関連など変態集合組織形成機構の解明が今後の研究課題である。
力平衡型原子間力顕微鏡における雰囲気制御

原子間力分光の実用化を目指して、Force Curve測定の高精度化を行うために、以下の二つのアプローチで研究を行った。1.力平衡を実現するためのフォース・フィードバック系の安定制御を目指した理論的解析フォースフィードバック系の安定には、カンチレバーのQ値およびバネ定数、制御器の遮断周波数とゲインが関与していることを明らかにした。中でも、Q値は材質によって決定されるため重要である。現在この結果を基に、系を安定化させるために必要な低いQ値を持った微細加工可能な高分子材料を用いてカンチレバーの最適形状設計を行っている。詳細は第61回応用物理学会学術講演会およびAPMF2001にて発表した。2.コンタミネーション除去をねらった真空チェンバー内でのForce Curve測定実際のForce Curve測定を真空内で行うためには、探針と試料の近接を遠隔操作で行う必要がある。そのための方法として3軸ピエゾ微動ステージでの振動駆動による試料の輸送について検討した。ステージに移動方向とある角度をなす正弦波を印加する事で試料の輸送を行うことに成功したが、満足な再現性を得ることができず、発表には至っていない。今後の課題としては多数のフィードスルーを設けたことによるチェンバーの気密性の悪化を改善する必要がある。また、制御系のパラメータをチューニングする際にアナログ系では自由度に限界があるため高速なデジタル制御を導入する必要がある。本年度は力平衡型原子間力顕微鏡の変位測定系および制御系の高速化を各個の構成要素レベルで達成した。現在は装置を組み上げ、大気中で力制御を行ってForce Curveを測定する実験を行っている。過去の研究ではこのような状況下では凝着力の非常に大きいForce Curveが測定されている。本装置ではSi_3N_4探針とSiO_2試料間のForce Curveの測定データが得られたが、S/N比が悪く再現性に乏しい。制御系の帯域を変化させ安定性の検証を行うためには、この測定自体が安定して行えることが必要であり、原因の究明を急いでいる。考えられる要因としては、光ファイバとカンチレバーの間の距離が数十μmと大きいため、等価的に制御系のゲインが不足していることがあげられる。これは両者の距離を近づけることで解消される見通しである。また、光ファイバの接合部分でレーザ光の減衰を最小限に留めるためにユニバーサルコネクタを挿入した。一方、装置の主要部分を真空中に置き、コンタミネーションの影響を軽滅すべく装置の準備を進めている。真空チャンバ(アクリル製デシケータ、光ファイバー・フィードスルー、電気系フィードスルー、真空ポンプ、置換用窒素ガスなどで構成)を用意したが、電気系のフィードスルーの製作に手間取り、現在のところ真空中での実験は実施できていない。早急にチャンバを完成させ、装置を真空中に移行し、前述の制御系の調整が済み次第、真空中でのForce Curveの測定実験を行う予定である。
Open Loop conditionによる追跡眼球運動

追跡眼球運動(PS)検査は病巣側の決定や中枢障害か末梢障害かの鑑別上重要な検査法である。しかし、従来のサイン波や三角波によるclosed loop conditonによる検査では、自発、注視眼振が存在する場合、波形に重複し、一軒PSが障害されたように見え、PSが正常か、異常か判別出来ない。また周波数、振幅、運動の予測性にも影響され、PSが正常でも利得が低下する。これらの問題点を解決するため、今回我々はRashdass(1961)のステップ・ランプ刺激法にもとづいてPSを検討した。方法正常者、注視眼振を認める末梢障害、中枢障害患者を対象にした。正面の点光源を固視させておき、電算機で制御された視標を左右に2度、4度ステップさせ、その後視標を2°/秒の速度間隔で16°/秒までランプ刺激を行った。刺激方向は中心窩に向う刺激と、中心窩より離れていく刺激をランダムに与えた。眼球運動は眼振計で原波形と視標運動原波形を記録し、眼球運動速度、加速度も描記した。結果正常者、注視眼振のある末梢障害患者では眼球運動速度波形、潜時より、明らかにPSと急速眼球運動を分離する事が出来た。PS障害のある、注視眼振を認める中枢障害患者では明らかなPSは記録されず、急速眼球運動のみで視標を把える所見がえられた。コメントステップ・ランプ刺激法に基づくopen loop conditionによるPS検査法はPSと急速眼球運動を分離記録する事が出来、従来の如く自発眼振がPSの波形に重複する所見は除外する事が出来る事が示唆された。またPSの欠如する中枢障害患者では急速眼球運動のみ認められ、この検査の有用性が示唆された。しかし分析対象が100msのオ-ダ-である事、眼球速度波形が小さく、したがって感度を増幅するための交流の混合、適当な刺激条件の設定等次回の研究費を得てこの検査を完成したい。
生命現象の多様性を科学する新しい研究基盤の開発：日本固有齧歯類の実験動物化の試み

マウスやラットなど既存のリソースを補完する新規研究資源の開発を目的に、アカネズミ(Apodemus)属齧歯類の繁殖コロニー作出と特性評価に着手した。主要な標的を二種(A. speciosusとA. sylvaticus)に絞り、野生由来の前者で世界初の繁殖コロニーの立ち上げ受精卵の人為操作の基礎技術を構築した。更にコロニーが構築できている後者では、マウスやラットと異なる脂質異常症病態の解析からヒトとの類似性を見出した。これらの結果よりApodemus属齧歯類の新規リソースとしての可能性が提示できた。ユーラシア大陸に普遍的に分布する齧歯類であるApodemus属のうち、日本固有種のアカネズミ(A. speciosus)と欧州から導入したヨーロッパモリネズミ(A. sylvaticus)を対象に、新規バイオリソース開発を目的とした研究を継続した。人工繁殖が困難な前者については関連技術開発を、コロニーが確立している後者では、LDL蓄積型(ヒト型)高コレステロール血症の表現型解析と関連研究をそれぞれ継続した1)日長や気温の複合要因と繁殖との関連を明確化するため、繁殖特性の異なる複数地域の個体を用いて同一環境条件での飼育試験を継続した。さらに野生下での巣穴環境を模倣する飼育装置を開発し、ストレスを軽減した室内繁殖試験を実施した。2)個体の繁殖生理状態を経時的に追跡するため、非侵襲的で高感度なホルモン測定法の精度向上に努めた。3)本種を用いた社会学的試験と栄養学的試験を実施し、研究リソースとしての付加価値向上に努めた。ヒト型HCを再現する小型実験動物開発をめざし、その病態特性を詳細に評価するため1)HCのヒト用治療薬であるメバロチンと、さらに作用の強いアトルバスタチンを用いた治療試験を実施した。2)HC個体の強制運動負荷試験を実施し、運動による血液性状の改善性を正確に検討するため、エネルギー摂取量と自発活動量のパラメータを加えた正確な測定を行った。3)本種コロニー維持の補助技術と、A. speciosusの人工繁殖補助技術とするため、卵子及び胚の凍結特性を測定し、関連する物理的指標からマウス卵との類似点と相違点を明らかにした。ユーラシア大陸に普遍的なApodemus属を対象に、日本固有種A. speciosusと欧州種A. sylvaticusを中心標的に据えたバイオリソースの開発研究を継続した。前年度までの研究で人工繁殖が可能となったA. speciosusに関しては繁殖の効率化と生殖補助技術の開発に力を注ぎ、さらに他の野生種を標的としたリソース展開についても検討した。またA. sylvaticusに関してはヒト型脂質異常症を再現する小型実験動物開発をめざして、引き続きLDL蓄積型(ヒト型)高コレステロール血症の表現型解析と中心とした病態特性解析評価を進めた。【A. speciosus】1)ストレスを軽減した室内繁殖法を開発し、野生由来個体から繁殖集団を立ち上げ、経代5世代まで集団を育成した。2)個体の繁殖生理状態を連続的に追跡するため、非侵襲的なホルモン測定法の開発を進め、繁殖期と非繁殖期の選別に目処が立った。3)オープンリソースとして学外機関への分与を開始し共同研究体制を確立した。4)野生種の保全と実験動物化を目指して稀少齧歯類の人工繁殖を試みた。【A. sylvaticus】1)高コレステロール負荷とスタチン(ヒト用治療薬)投与による脂質成分の詳細解析を行った。2)高コレステロール個体の強制運動負荷試験を実施し、運動による血液性状の改善を検討するとともに、健常個体とのエネルギー収支バランスの差異を測定するため、自発活動量と代謝量を測定を測定した。3)肝臓のmRNAに着目し、次世代シーケンサーを用いてCETPの探索を含む脂質代謝関連酵素の網羅的な発現解析を行った。4)高コレステロール血症個体に併発するII型糖尿病様病態の分離を開始した。5)両種繁殖補助技術の開発を目的に、過排卵条件の再設定と受精卵の体外培養条の絞り込み、さらには胚の凍結特性を精査した。ユーラシア大陸に普遍的に分布する齧歯類であるApodemus属のうち、日本固有種であるアカネズミ(A. speciosus)と欧州から導入したヨーロッパモリネズミ(A. sylvaticus)を対象に、新規バイオリソース開発を目的とした研究を開始した。飼育下での繁殖が極めて困難とされるA. speciosusについては人工繁殖技術の開発に着手し、すでにコロニーが確立しているA. sylvaticusでは、LDL蓄積型(ヒト型)高脂血症の表現型解析を開始した。【A. speciosusの人工繁殖技術の開発】人工環境下で2世代以上の繁殖記録がない本種は、分布域によって異なる繁殖性を示すことから、日長と気温の変化が複合的に繁殖に影響し、さらに人工飼育によるストレスが負の要因として作用すると考えた。

そこで1)本州中部、伊豆諸島、九州南部の個体を同一環境で飼育する野外飼育試験を開始し、繁殖性への影響を試験した。2)ストレスの軽減のための飼育装置を開発し、繁殖性の改善を試みた。3)繁殖生理状態をホルモンレベルで経時的に追跡するため、非侵襲的で高感度なホルモン測定法の開発に着手した。【A.sylvaticusのLDL蓄積型高脂血症病態解析】ヒト型高脂血症の病態を再現する小型実験動物開発をめざし、A. sylvaticusの特性を詳細に評価するため、1)自然発症高脂血症個体にヒト用高コレステロール治療薬であるメバロチンを投与し、血液性状の変化からヒトの高脂血症との類似性を検証した。2)高脂血症個体に強制運動負荷をかける事で、血液性状に及ぼす影響を検討した。3)本種コロニーの自然交配による維持繁殖を補助するとともに、A. speciosusにおける人工繁殖の一助とするため、生殖工学的手法の開発に着手した。本種の人工繁殖試験を継続し、飼育ケージに巣穴環境を再現して屋外飼育での季節性繁殖を誘導した。またこれにより室内飼育で周年性連続繁殖を誘導し、第4世代まで経代繁殖中である。(第30回九州実験動物研究会・山内・半田賞受賞発表)。この際、本種の後分娩発情と着床遅延を確認し、高い潜在繁殖性を示した(日本哺乳類学会2012年大会)。試料生成法の改善により性ホルモンの連続測定精度を高めた(日本実験動物科学・技術九州2012)。本種の実験動物としての有用性を示すため、社会認知機構研究に関するモデル動物化(日本実験動物科学・技術九州2012)や、実験動物化の過程での消化管内微生物の変遷履歴探索モデルとしての解析(第30回九州実験動物研究会)を試みた。ヒト用高脂血症治療薬(メバロチン)のHCへの影響を検討し、総コレステロール(TC)値の低減効果からマウスとの差異を示した。しかしそれは微弱で一過性であった(日本実験動物科学・技術九州2012)ので、より効果の強いアトルバスタチン投与試験を開始した。強制運動負荷試験を実施し、それがTC値と摂餌量に影響しなかったため、本症の遺伝的要因との関連が強調された(日本実験動物科学・技術九州2012)。しかし自発活動量が減少したため、休息によるエネルギー補完の可能性も否定しきれなかった(第30回九州実験動物研究会)。本種卵子の凍結保存法開発にむけて卵細胞の水透過性を検討した結果、2細胞期まではマウスと相同だが、それ以降初期胚盤胞期までは透過性が低く、凍結法改善の必要性が示唆された(第30回九州実験動物研究会)。脂質代謝に関する遺伝的評価を目的に、肝臓での発現遺伝子の網羅的解析を開始し、cDNAの大規模シーケンシングまでを完了した。【A. speciosusの人工繁殖の開発】1)異なる地域の個体を用いた同一環境での野外飼育試験:長野県、東京都三宅島、宮崎県の個体群を宮崎県の野外環境で長期飼育したところ、宮崎の個体のみが発情兆候を示した。それらは異性同居による繁殖誘導刺激に対して、雌雄間で非対称的の反応を示すことが明らかとなった(日本哺乳類学会2011年度大会で報告)。
高並列統計推論による探索問題へのアプローチ

本研究では,遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm,以下GA)における交叉オペレータの理論的な分析を通して,GAに代表される多点探索法の,高並列統計推論アルゴリズムとしての役割を考察した.具体的にはまず,κ個の2値変数により定義される解空間を対象として,解空間を独立な部分空間に分割するための仮説(線形分割仮説)を考えた.仮説の有用性を評価する基準として,「分散係数」と呼ぶ簡単な統計量を定義し,「分散係数」と2値関数系のフーリエ解析法であるWalsh係数の関係を明らかにした.また,集団遺伝子学の分野で用いられているエピスタシス分散との対応も示した.さらに「分散係数」と交叉オペレータの評価基準である交叉相関係数の関係を数学的に導き,交叉オペレータによる探索が,問題を部分問題に分割する多数の仮説を確率的に選択して,依存関係の強い部分空間の中ではランダム探索を,独立性の強い部分空間の間では重畳効果を期待した組合せ操作を適用する手法としてモデル化できることを示した.本研究により,従来より提案されてきた解空間の特徴量の相互の関連を明らかにすることができた.特に,これまで経験的にしか有効性が示されていなかった交叉相関係数の理論的な意味付けを与えた点は新しい.また現在,多点探索による柔軟な最適化手法をインターネット情報システムの中継サーバの高度化に役立てる適用を検討中であり,今後の課題となっている.本研究では,遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm,以下GA)における交叉オペレータの理論的な分析を通して,GAに代表される多点探索法の,高並列統計推論アルゴリズムとしての役割を考察した.具体的にはまず,κ個の2値変数により定義される解空間を対象として,解空間を独立な部分空間に分割するための仮説(線形分割仮説)を考えた.仮説の有用性を評価する基準として,「分散係数」と呼ぶ簡単な統計量を定義し,「分散係数」と2値関数系のフーリエ解析法であるWalsh係数の関係を明らかにした.また,集団遺伝子学の分野で用いられているエピスタシス分散との対応も示した.さらに「分散係数」と交叉オペレータの評価基準である交叉相関係数の関係を数学的に導き,交叉オペレータによる探索が,問題を部分問題に分割する多数の仮説を確率的に選択して,依存関係の強い部分空間の中ではランダム探索を,独立性の強い部分空間の間では重畳効果を期待した組合せ操作を適用する手法としてモデル化できることを示した.本研究により,従来より提案されてきた解空間の特徴量の相互の関連を明らかにすることができた.特に,これまで経験的にしか有効性が示されていなかった交叉相関係数の理論的な意味付けを与えた点は新しい.また現在,多点探索による柔軟な最適化手法をインターネット情報システムの中継サーバの高度化に役立てる適用を検討中であり,今後の課題となっている.
純スピン流制御型spin-MOSFETの創製

高品質CoFe/Si構造を用いて半導体中に蓄積したスピンを電気的に検出する3端子ハンル効果測定を行ったところ,スピン蓄積に起因する明瞭なハンル信号を得ることに成功した.また,ハンル信号の絶対値は印加電流の極性に強く依存していることが判明した.これは注入される電流のスピン偏極率が極性依存性を有しているのではなく,Si中の蓄積スピンを検出する為の電気的検出感度に極性依存性があることに起因していることが明らかとなった.また,この検出感度は印加電流の極性依存性以外にも温度依存性をも有していることが判明した.このことはスピン信号の高温検出の実現には,印加電流のスピン偏極率以外に検出感度も考慮する必要があることを示唆している.これらを包括的に検討した結果,室温でのスピン信号の検出に成功した.スピンデバイスにゲート機能を付加するためにSOI (Silicon on Insulator)基板上にCoFeを単結晶成長した構造を用いバックゲート型のspin-MOSFET素子を作製した.この素子を用い,室温において,3端子ハンル効果測定を行ったところ,明瞭なハンル信号を得ることに成功した.一定電流の条件下でハンル信号の絶対値とゲート電圧の関係を調査したところ,ゲート電圧の増加に伴い,信号の絶対値は単調減少していることが判明した.これはゲート電圧の増加に伴い,Si中にキャリアとして存在する電子の量が増大した結果,一定のスピン蓄積電圧を誘起するのに必要なスピンの量が増大し,スピン信号が減少したものと考えられる.このようなゲート電圧によるスピン信号の変調原理は世界でも初めての報告である.本年度は外部磁界印加型SiベーススピンMOSFETの試作・動作実証を実現する際の鍵技術となる,1,単結晶強磁性体/Siヘテロ構造のサブミクロン微細加工技術の構築および2,高品質強磁性体/SOI構造の形成技術の確立を目指し研究を推進してきた.以下,これらについての成果を記す.1,単結晶強磁性体としてFe_3Si, Co_2FeSiに着目し,電子線描画条件及び,Arイオンミリング条件の最適化を行った.その結果,100nmサイズの微細加工技術を確立することに成功した.また,2μmから100nmまで電極幅を変えたFe_3Si強磁性体電極を用いて異方性磁気抵抗効果を測定したところ,電極幅1ミクロン以下で形状磁気異方性が顕著に発現し,500nm程度で単結晶固有の結晶磁気異方性の影響を受けずに磁気異方性制御が可能であることが判明した.2,市販のSOI基板(Siチャネル膜厚3即程度)に対して熱酸化とウェットエッチングを繰り返すことでSiチャネルの薄膜化を行った,熱酸化条件(酸素導入条件,温度,時間)およびウェットエッチング条件(エッチャントの種類,濃度)を最適化した結果,Siチャネル膜厚100nmの極薄SOI基板の作製に成功した.分子線エピタキシー法を用いて極薄SOI基板にFe_3Si薄膜を成長させたところ,従来のSi基板上と同程度の高品質なエピタキシャル薄膜の成長に成功した.作製したFe_3Si/SOI構造を用いてフォトリソグラフィーによりスピンデバイスを作製した.明瞭なバックゲート特性を得ることに成功したほか,磁気抵抗特性の動作実証に成功した(150K).高品質CoFe/Si構造を用いて半導体中に蓄積したスピンを電気的に検出する3端子ハンル効果測定を行ったところ,スピン蓄積に起因する明瞭なハンル信号を得ることに成功した.また,ハンル信号の絶対値は印加電流の極性に強く依存していることが判明した.これは注入される電流のスピン偏極率が極性依存性を有しているのではなく,Si中の蓄積スピンを検出する為の電気的検出感度に極性依存性があることに起因していることが明らかとなった.また,この検出感度は印加電流の極性依存性以外にも温度依存性をも有していることが判明した.このことはスピン信号の高温検出の実現には,印加電流のスピン偏極率以外に検出感度も考慮する必要があることを示唆している.これらを包括的に検討した結果,室温でのスピン信号の検出に成功した.スピンデバイスにゲート機能を付加するためにSOI (Silicon on Insulator)基板上にCoFeを単結晶成長した構造を用いバックゲート型のspin-MOSFET素子を作製した.この素子を用い,室温において,3端子ハンル効果測定を行ったところ,明瞭なハンル信号を得ることに成功した.一定電流の条件下でハンル信号の絶対値とゲート電圧の関係を調査したところ,ゲート電圧の増加に伴い,信号の絶対値は単調減少していることが判明した.これはゲート電圧の増加に伴い,Si中にキャリアとして存在する電子の量が増大した結果,一定のスピン蓄積電圧を誘起するのに必要なスピンの量が増大し,スピン信号が減少したものと考えられる.このようなゲート電圧によるスピン信号の変調原理は世界でも初めての報告である.
視覚的注意の基礎過程解明と動的モデルの構築

1.機能的磁気共鳴画像を用いて,視覚的注意制御に関わる脳活動を測定した.視覚的注意を用いる探索課題中には,両側の頭頂葉,前頭眼野,視覚野に強い活動が見られ,これらの領域が視覚的注意制御に強く関与していることが示された.さらに,注意制御に用いる情報のうち,外的情報に対して構えることが特に右頭頂葉領域の働きによって行われていることを見出した.これらの結果についてはCognitive Brain Research誌に原著論文として公表した.2.事象関連機能的磁気共鳴画像法を用いた実験を行い,注意を捕捉しやすいと考えられている,視覚特徴のシングルトン(仲間はずれ)に対する脳活動領域を計測した.色,形,運動という3種類の特徴次元を用いた結果,色次元と運動次元におけるシングルトンに対して,それぞれの特徴次元の選択的処理視覚野であることが知られているV4野,MT野が活動を示した.これら視覚野の活動は,特徴シングルトンが探索目標であるときにのみ見られ,被験者が他の課題を行いシングルトンに対する構えが形成されていないときには抑制されていることが分かった.この視覚野の活動パタンは行動的に見られる注意の捕捉の課題依存性の神経的な基礎であると思われる.視覚野の活動とは逆に,頭頂領域は色,運動のいずれの特徴次元におけるシングルトンに対しても活動を示し,さらにその活動は被験者が行っている課題の種類に依存していなかった.これらの結果について,国外,国内の学会にて発表した.1.機能的磁気共鳴画像を用いて,視覚的注意制御に関わる脳活動を測定した.視覚的注意を用いる探索課題中には,両側の頭頂葉,前頭眼野,視覚野に強い活動が見られ,これらの領域が視覚的注意制御に強く関与していることが示された.さらに,注意制御に用いる情報のうち,外的情報に対して構えることが特に右頭頂葉領域の働きによって行われていることを見出した.これらの結果についてはCognitive Brain Research誌に原著論文として公表した.2.事象関連機能的磁気共鳴画像法を用いた実験を行い,注意を捕捉しやすいと考えられている,視覚特徴のシングルトン(仲間はずれ)に対する脳活動領域を計測した.色,形,運動という3種類の特徴次元を用いた結果,色次元と運動次元におけるシングルトンに対して,それぞれの特徴次元の選択的処理視覚野であることが知られているV4野,MT野が活動を示した.これら視覚野の活動は,特徴シングルトンが探索目標であるときにのみ見られ,被験者が他の課題を行いシングルトンに対する構えが形成されていないときには抑制されていることが分かった.この視覚野の活動パタンは行動的に見られる注意の捕捉の課題依存性の神経的な基礎であると思われる.視覚野の活動とは逆に,頭頂領域は色,運動のいずれの特徴次元におけるシングルトンに対しても活動を示し,さらにその活動は被験者が行っている課題の種類に依存していなかった.これらの結果について,国外,国内の学会にて発表した.
パラメータ制御方式による分子計算

1.自由エネルギーに基づいたハイブリダイゼーション過程の解析本研究では,ある一本鎖DNAとその完全相補配列,及び,競合する塩基配列を混合した溶液中で起こるハイブリダイゼーションの特徴を自由エネルギーや融解温度の立場から明らかにした.ある塩基配列Aと完全相補な塩基配列B,及び,Aと部分的に相補な配列を含む塩基配列Cが競合する反応系において,AとBの結合体の最小自由エネルギー,および,融解温度,また,AとCの結合体の最小自由エネルギー,および,融解温度との関係からAとCが結合してしまうミスハイブリダイゼーションの発生割合の分析を行った.検出にはDNAに修飾した蛍光のクエンチングを利用した.結果的に,最小自由エネルギー,および,融解温度の差がミスハイブリダイゼーションに与える影響について,実験結果からモデル式を導出することに成功した.2.DNAタイルのための塩基配列設計支援システムの構築昨年度の研究成果を受けて,DNAタイル設計のための塩基配列設計支援システムの構築を行った.DNAタイルは,ナノ構造の形成やタイル計算に用いることが可能であることから近年注目を浴びている.しかしながら,DNAタイルは何本もの一本鎖DNAの結合体であることからその構造安定性を求めることは困難であり,これまで,ヒューリスティックな方法として,重複する連続した部分塩基配列を避ける方法が使用されてきていた.本研究では,DNAタイルの構造安定性を見積もる方法として,自由エネルギーを用いることにした.2本の一本鎖DNAからできる主な結合体の自由エネルギーを見積もる方法は,これまでの研究で洗練されたものとなっている.このため,DNAタイルの構造体を2本の一本鎖DNAからなる部分に分けて,DNAタイルが望み通りに生成されたときの結合体の自由エネルギーが最も安定となるような尺度を設計することを目的としている.本研究では,設計支援のためのツールを開発した.DNAタイル設計の際には,各部分配列同士の非特異的結合を避けたり,融解温度やGC含量などを考慮したり必要があり,それらを見積もるツールが必要である.また,作成した配列の解析や,山登り法による最適化手法による配列の自動生成も可能である.本年度は,各研究項目毎に以下のような研究成果を得た.(1)反応時間と反応効率の関係について...本研究では,計算時間短縮を目的として,カイネーション反応,及び,ライゲーション反応におけるカイネーション,ライゲーション反応時間と反応効率との関連を調べた.特に,ライゲーション反応が時間のかかる反応であることから,ライゲーション反応についての分析を中心に行った.具体的には,ライゲーション時間を10秒から20時間程度まで変化させ,ライゲーション反応が実際に起こっているかを経路生成の問題に帰着させて測定した.その結果,ほぼ数秒でライゲーション反応の90%以上が終了しており,その後はゆっくりと反応が進んでいることが確認できた.この成果により,DNA分子計算における計算(反応)時間を大幅に縮める可能性を確認できた.(2)PCR増幅における実験プロトコルの最適化...分子計算における実験操作の信頼性を向上させるような実験パラメータの調整方法の提案を行った.実験結果の再現性と増幅効率の尺度から構成される評価基準を信頼性と定義し,PCRによるDNAの増幅過程に対して適用した場合の有効性について議論した.具体的には,長さ80,及び,120の塩基配列を持つ二種類のDNAを増幅するプロセスにおいて,増幅効率,及び,再現性を向上させるために品質工学的手法の適用を試み,実際に増幅効率向上,及び,再現性の向上を実験によって確認した.(3)DNAの濃度定量性についての検討...DNAの濃度を計算結果として用いる計算モデルを最短経路問題に適用した.この際,ハイブリダイゼーション反応では,数多くの解候補を生成し,実際に生成される経路の濃度は,反応前の各DNAの濃度に影響を受ける.このハイブリダイゼーション反応過程におけるDNA濃度の変化をシミュレータを作成することによって分析を行った.また,シミュレータにおけるパラメータ調整のための実験系を設計して,実際に実験を行った.実験結果からパラメータの調整を行い,シミュレーションモデルの有効性を検討した.本年度は,各研究項目毎に以下のような研究成果を得た.(1)塩基配列設計手法の確立本研究では,ループの部分の塩基が一つであるシングルバルジループ構造の安定性について検討した.具体的には、シングルバルジループ構造をとるDNAの融解温度(Tm)を予測するために,Nearest-Neighborモデルの拡張を行いバルジループ部分配列の自由エネルギーを実験データに基づいて算出することを行った.バルジ部分が配列の真ん中にある場合について,部分配列の自由エネルギーの算出を行った.部分配列の種類,すなわち,算出する自由エネルギーの値は全部で64種類あり,それらのすべてについて算出を完了した.また,DNAの片側の末端部分が固相上に固定されていた場合に,固定されていない場合と比較して,バルジループ構造をとるDNAの安定性が変化することを示し,固相上でのDNAのハイブリダイゼーション反応を利用するDNAコンピューティングモデルを扱う際に注意が必要であることを実験によって示した.さらに,上記実験結果を反映させた塩基配列設計を考えた場合,最適化問題を効率的に解く必要がある.そこで,厳しい制約条件を満たす配列集合を求める際に2段階の探索を行う方法を提案しその有効性を示した.(2)ヘアピンを利用したRAM...一本鎖DNAの内部に自分自身と相補な配列が存在する場合は,DNAがヘアピン構造をとる.これを利用したメモリの構築を行った.

ヘアピン構造をとっているDNAを入れた溶液に,ヘアピン構造の一部に相補的な配列を入れると相補的な部分がアニールすることによってヘアピン構造が壊れる.ヘアピン構造をとっているときととっていないときをビットの0と1に対応させることによって,4ビットのメモリを構築した.各ビットに対応する相補配列を入れることでそのビットを0から1に変更することが可能となる.このメモリを構築し,正常に動作することを実験によって示した.バルジループ構造をとるDNAの安定性に関するモデル化複数種の一本鎖DNAが存在する場合,必ずしも相補的な配列のみが結合するわけではなく,バルジループなどといった構造をとる場合があることが知られている.こういった構造をなるべく避けて,相補的な配列のみが特異的に反応するような塩基配列を得るために,DNA分子の自由エネルギーに基づいた分子の安定性予測を利用する方法が提案されている.従来の方法では自由エネルギーの予測にかかる時間が大きく,効率の良い探索ができなかった.本年度の研究で,このような塩基配列設計問題に対して,避けるべき構造を持つようなDNA分子の自由エネルギー計算を近似的に行い,有望なもののみについて自由エネルギーをより厳密に計算する.このフィルターとしての機能を組み込むことで,探索全体にかかる時間を大幅に改善する方法を提案しその有効性を計算機実験によって示した.ヘアピン型メモリを用いたアクエアスコンピューティングの実現昨年度までにヘアピン型DNAメモリ(DNA-HRAM)を開発した.このメモリを利用したアクエアスコンピューティングによって,NP完全問題の一つである最大独立集合問題への適用を試みた.線形回数の操作で指数関数的に増加する状態数を作りだせる.計算後のbit状態を実験的に検出するため,オープナーによって目的のヘアピンを開いた後にフィラー(閉じているヘアピンの両側のリード部に相補な一本鎖DNA)を加えて閉じたヘアピンの相補配列を補い,ライゲーション反応でオープナー,フィラー側のDNA鎖を連結することで,閉じているヘアピン(bit状態:1)の数を相補鎖長へと変換する手法を考案した.この手法によって,得られた相補鎖のうち最短のもの調べることで最大独立集合問題の最適解を検出することが可能となる.実現のために,オープナーの形状を変更したり,反応温度を調整する工夫を行ったのち,実際に実験によって最適解が抽出できることを確認した.自由エネルギーに基づいた塩基配列設計の有効性の検証従来の塩基配列手法の多くは,相補対の数BPを主な指標として用いていた.(1)では,最小自由エネルギーΔGminに基づく塩基配列手法を提案した.本研究では,この最小自由エネルギーに基づく塩基配列設計がこれまでのBPでの設計手法と比較して,計算の信頼性の立場から,本当に有効であるかどうかを化学実験によって検証した.具体的には,BPによる評価が同じであるが,最小自由エネルギーの異なる複数の一本鎖塩基
21世紀型システムの研究(法と政策)ヨーロッパ統合モデルの射程

欧州統合の進展は、その積極・消極両方の側面を顕在化させてきた.まず,積極的側面としては,従来の地域統合においては考えられなかったほどの,EC法の拘束力及びその実効性担保の為の法理論が形成され,法による統合の一つの有力なモデルを提示することに成功したこと,直前まで発足が危ぶまれた経済通貨同盟の実現にも成功したこと、それによりEC内部の単一市場形成の完成に大きく近づいたこと等を指摘できる.しかし,その反面において,EC法の拘束力が強化されるに従い,特に加盟国の国内法との関係において,EC法の民主的正統性が強く要求されるようになった.例えば,EC法令制定過程における「欧州市民」の不在が批判され,他方でマーストリヒト条件により明文規定された「欧州連合市民権」の概念も,実施主体である加盟国側の根強い抵抗と加盟国民自身の「欧州市民」としての自覚の稀薄さにより,確かな実体を持つに至っていないことが指摘されている.他方で,実質的な民主制の実現との関連において,基本権保障の見地から,欧州統合の正統性を強化しようとする動きがあることが注目される.既に80年代から欧州議会を中心として基本権条項を含む欧州連合「憲法」制定論があったが,近時,今後の東へのEU拡大を前に,EUレヴェルでの基本権憲章制定の動きが現実化してきた.オーストリアにおける極右政党参加政権の成立に対する,EU側の厳しい反応もこのような文脈において理解される必要があろう。このような欧州統合の動きは,翻って他の地域にとっても決して無関係ではなく,国家の枠を超えた市民の民主的参加,ピノチェト事件に見るような国際政治における人権価値の重要化等,21世紀型システムの構想に大きな示唆を与えるものと思われる.但し,いずれの問題についても,今後のより堀り下げた学際的分析が必要であり,将来の特定領域研究の課題としたい。
ブタ同所性心移植を用いた心保存法および免疫学的寛容誘導法の確立

サイクロフォスファミドを用いた免疫学的寛容誘導法を発展させるとともに人工心肺を用いた家畜ブタでの同所性心移植を行った。実験2.[方法]家畜ブタ雌20-25kgを用いて同所性心移植実験を行い,細胞外液組成(Na87,K20)の九大式心筋保護液(I群)と細胞内液組成(Na10,K117)のコリンズ液(II群)による移植心保存効果を比較検討した。保存液の温度は0°C,保存時間は4時間とした。Donor心は保存終了時に九大式心筋保護液にて保存液をwash outした。移植手術中は20分毎に心筋保護液5ml/kgを注入し,局所冷却を併用した。大動脈遮断解除1時間後にEmaxを計測した。[結果]両群とも計5回の同所性心移植手術を施行した。人工心肺よりの離脱はI群3例(60%),I群1例(20%)で,この内Emaxの測定まで可能であったのはI群の1例のみであった。不成功の主な原因としては,LOSと,出血があげられる。現在までのところ長期生存は得られていない。[考察]実験1では,完全同種のさまざまなマウスの組合せでも抗体,細胞,サイクロフォスファミドの投与で免疫寛容が成立することが確認された。実験2では九大式心筋保護液による心保存の有用性が示唆されたが,長期生存ブタを得るまでにはいたらず,今後の実験系のさらなる改良が望まれる。人工心肺を用いた同所性心移植のモデルを家畜ブタにて完成させるとともに,当教室においてこれまで行ってきた,心筋保護法,移植心保存法,心機能評価法,及び免疫学的寛容誘導法のすべての研究の総決算としてbest protocolを確立し,これを人における心移植手術に応用せんとするものである.現在移植手技の確立を目指し家畜ブタを用い人工心肺下に同所性心移植実験を行っている.Donor心は九大式心筋保護液にて心停止を得た後,保存液にて単純浸漬保存した.保存液として細胞外液組成の九大式心筋保護液(I群)と,細胞内液組成のコリンズ液(II群)を用いた.保存時間は4時間,保存温度は0°Cとした.結果:両群とも計5回の同所性心移植手術を施行した.人工心肺よりの離脱はI群は1例(20%),II群3例(60%)であった.不成功の主な原因としては,I群はLOS5例(100%),出血1例(20%),II群ではLOS4例(80%),出血2例(40%)であった.現在までのところ長期生存は得られていない.手技的問題:家畜豚においては体外循環時間の延長に従い,アシド-シスの進行が早く,結果的にLOSに陥る例が多く見られた.雑種成犬と比較すると比較的長時間の心肺時間に耐えうるが,系を確立し長期生存を得る為には,心保存時間および心肺時間に短縮,あるいは超低体温循環停止法,異所性心移植等の導入を考慮すべきと思われた.心保存法:ラットの実験で得られたコリンズ液による心保存の有用性は豚においては認められなかった.ラット心保存との相違点としては,大動物の実験においては心筋温を急速に低温に導入することが困難なため,細胞内組成の保存液の注入時に,細胞内へ容易にCaの流入しやすい状況に陥りやすい.また,保存中のCa濃度のコントロ-ルもラットに比べ困難である.免疫寛容誘導法の確立:今後の問題として残る.サイクロフォスファミドを用いた免疫学的寛容誘導法を発展させるとともに人工心肺を用いた家畜ブタでの同所性心移植を行った。実験2.[方法]家畜ブタ雌20-25kgを用いた同所性心移植実験を行い,細胞外液組成(Na87,K20)の九大式心筋保護液(I群)と細胞内液組成(Na10,K117)のコリンズ液(II群)による移植保存効果を比較検討した.

保存液の温度は0°C,保存時間は4時間とした.Donor心は保存終了時に九大式心筋保護液にて保存液をwash outした.移植手術中は20分毎に心筋保護液5ml/kgを注入し,局所冷却を併用した.大動脈遮断解除1時間後にEmaxを計測した.[結果]両群とも計5回の同所性心移植手術を施行した.人工心肺よりの離脱はI群I例(20%),II群の3例(60%)で、この内Emaxの測定まで可能であったのはII群の1例のみであった.不成功の主な原因としては,I群はLOS 5例(80%),出血1例(20%)であった.現在までのところ長期生存は得られていない.[考察]実験1では,完全同種のさまざまなマウスの組合わせでも抗体,細胞,サイクロフォスファミドの投与で免疫寛容が成立することが確認された.実験2では九大式心筋保護液による心保存の有用性が示唆されたが,長期生存ブタを得るまでにはいたらず,今後の実験系のさらなる改良が望まれる.