hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核融合プラズマ輸送理論における新手法開発のための研究

プラズマ閉じ込めの理論において、特に輸送現象に関しては実験と理論とのギャップが大きく、斬新な孝え方や新しい手法を駆使した理論への脱皮が望まれている。その目的を遂行するため、本年度は以下の課題を取り上げた。1)トマカク異常輸送の解明のための基礎研究2)非軸対象プラズマに生ずる電場の空間構造の理論3)粘性流体におけるLES法をMHDに適用するための準備研究4)セルオートマタのMHDシミュレーションへの応用に関する準備研究これらの研究の遂行は個別に行うのでなく、複数の分担者が適宣作業会を開いて研究を進められるよう配慮した。昭和62年2月12日14日、名大プラズマ研究所で研究会を開き、研究報告と作業班の構成をおこなった。作業班としては、乱流・構造・セルオートマタの三つのグループが組織された。トーラスプラズマの輸送理論トーラスプラズマの閉じ込めのスケーリングと抵坑性MHD方程式もしくはボルツマン方程式のスケール変換の不変性との関係を調べた。特に、高シアヘリカル系での抵坑性変換型不安定性モード(Gモード)と抵抗性ドリフト波に対するモデル方程式に対してスケール変換をおこない、その不変性から輸送のスケーリンを明らかにした。流体乱流のシミュレーション・セルオートマトンMHDに対するLES法(Large Eddy Simulation)の開発に着手し、そのモデル作りに成功した。LES法では、保存部分(空間スケール大)に対し数値計算し、散逸部分(空間スケール小)は理論モデルを導入する。名大プラズマ研究所では、MHDシミュレーションのためのセルオートマトンの開発に着手した。
HLCE評価による2050年温室効果ガス80%削減シナリオ分析に関する研究

HLCE(HumanLifeCycleEmission)というライフサイクル排出量評価指標で日本の温室効果ガス排出量を年間1人当・消費ベース誘発排出量として評価する手法を開発、その基礎データを整備し、様々な地域での様々な生活に伴う排出量の違いをHLCEで評価した。ー種類別に整備し公開した。2050年までの社会、経済、技術、エネルギー供給の状況を定量的に記述したシナリオに基づきHLCE指標を用いてCO2排出量と温室効果ガス排出量の将来値を試算した。その基礎指標データとして産業連関表を用いた環境負荷原単位データベースと発生源別排出量データを市町村別・発生源別・エネルギHLCE(HumanLifeCycleEmission)というライフサイクル排出量評価指標で日本の温室効果ガス排出量を年間1人当・消費ベース誘発排出量として評価する手法を開発、その基礎データを整備し、様々な地域での様々な生活に伴う排出量の違いをHLCEで評価した。その基礎指標データとして産業連関表を用いた環境負荷原単位データベースと発生源別排出量データを市町村別・発生源別・エネルギ研究目的HLCE (Human Llfe Cycle Emssion)というライフサイクル排出量評価指標で日本の温室効果ガス排出量を年間1人当・消費ベース誘発排出量として評価する手法を開発、その基礎データを整備し、様々な地域での様々な生活に伴う排出鼠の違いをHLCEで評価する。このHLCEを用いて低炭素都市や低炭素社会を定最評価できる。そこで日本社会の地域構造、生活構造、生産構造、経済構造、エネルギー需給構造とそれらの変化経路を排出削減への社会変革計画としてシナリオ分析し、排出最変化に寄与する社会経済的な基礎要因の変化と、今後の期待される技術改善の下で、どうすれば2050年に80%以上の排出削減が実現できるのか、HLCEによる排出量削減シナリオ評価を行う。H22年度研究実績産業連関表について既往DBでは得られない海外波及に関する推計の基礎データを種集整理し鉄鉱石、アルミ地金、石炭、石油、LNGについて輸入元国別の貿易量,輸送距離とそのCO2排出量を推計した。家計調査について購入品目別誘発CO2排出量を推計し、類似推計例と比較した。計算法による違いが見られたが、この比較をもとにより精緻な推計手法を模索している。住宅エネルギー消費量とCO2排出量推計について2007年度実績の詳細推計を行った。2005年から2009年の家計調査データを用いベイジアンネットワークモデル手法を応用した世帯累計別、世帯人員規模別、県別推計を試行し、良好な結果を得た。消費実態調査を用いた類似の推計も試行し比較した。さらに消費実績データから推計した市町村別値と組み合わせ市町村別・世帯類型別推計を行った。業務建物のエネルギー消費量とCO2排出量について2007年度値を県別・市町村別に推計し、経年動向についても再推計し現況分析を行った。建築LCA分析については別プロジェクトで平行して育林から製材を含む国産材利用木造住宅について評価を行っている。都市基盤社会資本のLCAについて既往の研究事例を参考に再推計を試行した。将来シナリオ分析への諸設定値について情報収集を行った。HLCEの事例計算として島根県浜田市の一部となっている旧弥栄村と群馬県桐生市を例題として試算した。研究目的HLCE(Human Life Cycle Emission)というライフサイクル排出量評価指標で日本の温室効果ガス排出量を年間1人当・消費ベース誘発排出量として評価する手法を開発、その基礎データを整備し、様々な地域での様々な生活に伴う排出量の違いをHLCEで評価する。このHLCEを用いて低炭素都市や低炭素社会を定量評価できる。そこで日本社会の地域槽造、生活構造、生産構造、経済構造、エネルギー需給構造とそれらの変化経路を排出削減への社会変革計画としてシナリオ分析し、排出量変化に寄与する社会経済的な基礎要因の変化と、今後の期待される技術改善の下で、どうすれば2050年に80%以上の排出削減が実現できるのか、HLCEによる排出量削減シナリオ評価を行う。H23年度研究実績HLCEの要素となる各種エネルギー消費原単位、CO2排出係数について基礎情報を収集し、最新の数値群を整備した。例えば鉄鋼製品、セメント等の製品別、生産工程別エネルギー消費原単位,CO2排出係数と産業連関表による同数値群について比較解析し推奨される原単位の抽出設定を行った。土木系のLCA事例について文献研究し都市基盤施設の最新のLCA原単位データ探索を行った。またとくに林業と林産品のLCAについて実態例の調査をもとに新しい手法を開発中である。住宅と業務建物のエネルギー消費量とCO2排出量について推計手法の改良と年次更新を行い、とくに住宅については世帯類型別・市区町村別推計を新たに行った。これらを用いて特定地域のHLCEについて試算した。HLCE(Human Life Cycle Emission)というライフサイクル排出量評価指標で日本の温室効果ガス排出量を年間1人当・消費ベース誘発排出量として評価する手法を開発、その基礎データを整備し、様々な地域での様々な生活に伴う排出量の違いをHLCEで評価した。HLCEを用いて低炭素都市、社会の排出実態を客観評価し、その排出削減施策の効果を定量的に評価できるよう分析手法と基礎データを整備することが目的である。

2005年産業連関表を用いた誘発排出量を温室効果ガスだけでなく大気汚染物質についても算出、派生エネルギー需要も計算した。その手法は横国大本藤等と共同開発した相手国別貿易統計を用いた海外への波及を含むものであり、国内外の輸送や資本形成を通じた派生効果についても慶応大伊香賀等と共同開発した手法で2005年値を再推計した(建築学会LCA指針webで公開)。生活からと住宅での排出については家計調査を用いた推計を多年度について行い、住宅については新規に世帯類型別推計を行い(熊本大田中昭雄担当),市区町村別とのクロス推計を行った。非住宅については利用できる基礎統計が廃止になったり簡略化され従来開発した計算手法がそのままでは使えなくなっているが建物用途別、市区町村別を含む詳細推計を行った。これら市区町村別推計は環境自治体会議環境政策研究所年報の付録データベースとして提供した。またJST社会技術開発研究で行っている「地域に根ざした脱温暖化環境共生」PJで各地の間接的に排出削減につながる諸活動の効果の温室効果ガス排出削減量評価することに応用することを通じてより望ましい指標の開発と応用手法の試行を行った。大震災の影響で夏ころまで平常の活動ができなかった。それにより情報収集作業が遅れた。また同時期、節電対策や震災後対応に関する急場の研究情報提供依頼があり、それにも予定外の時間を使った。国の統計データが簡略化されており、必要な基礎データが入手困難なため研究の質を悪化させている。24年度が最終年度であるため、記入しない。並行して担当しているJSTプロジェクトの関係で林業に関する基礎情報が得られ(早稲田大学、名古屋大学他と共同研究)、木造住宅やバイオマス燃料等木質系素材、エネルギー消費に関して当初予定より詳しい分析結果を取り込むことが可能になった。震災後、あるいは世界経済危機を契機に社会システム全体を根本から考え直す機会が増え、別途申請した科研費萌芽研究でエネルギー需給や気候変動対策対象としての将来社会像そのものに関する考察検討の機会が与えられたこともあり、一種の社会LCAである本研究は社会システムそのもののLCAへと拡張進展のきざしも見えて来ている。また日本建築学会において2050年までの建築分野における気候変動対策のあり方について検討する委員会、小委員会、WGに参加しており、建築LCA小委員会でもLCA手法について検討しており、それら関連活動との連携も本研究の今後の推進に寄与するものと期待している。
ボツリヌスヘマグルチニンによる神経毒素の経口毒性増強の分子メカニズム

ボツリヌス神経毒素は無毒成分と会合した複合体として産生される。本毒素は神経毒素の抗原性に基づきAG型の8つに大別され、AD型の毒素の場合、無毒成分はNTNHとヘマグルチニン(HA)から構成される。HAはHA13の3種類のタンパク質からなる。本毒素は標的部位が神経末端であり、なおかつ巨大なタンパク質分子でありながら経口毒素として作用しうる、という点においてユニークな毒素である。A、B型毒素の場合、HA1のガラクトース結合活性、HA3によるシアル酸結合活性、さらにHA2-HA3複合体を介したE-cadherin結合による細胞間バリア破壊活性を持つことが知られており、これらの活性により毒素の腸管吸収が促進され、毒素の経口毒性を高めるものと考えられている。しかしながら、これら同様の活性をもつA、B型のHAについて、毒素の経口毒性に対する寄与を比較した場合、B型の方が圧倒的に高いことが知られていた。そこでA、B型のHAの活性の違いの詳細について、組換え体HAを用い糖鎖結合能に着目して比較解析を行った。市販のムチンあるいはマウス腸管から調製したムチンをコートしたプレートを用いてELISA法により比較を行った結果、HA1及びHA3の糖鎖結合能がともにA型の方が高いことを見出した。そこでAB型間で異なるアミノ酸残基を置換した変異体を作製し解析を行った結果、A型HA1の281番目のHis、HA3の619番目のArgが、B型HAではそれぞれAsn、Lysとなっており、これらが糖鎖結合能の違いの原因であることが明らかとなった。A型毒素はマウス腸管内でムチン層にトラップされていることがすでに見出されている。B型毒素が腸管内で実際にどのような局在を示すかについては不明であるが、HAの糖鎖結合能の違いが腸管ムチンとの相互作用の違い、ひいては毒素の経口毒性の差を生み出していることが考えられた。
光合成反応中心活性測定のための計測機器の開発

申請書に示したような測定機器のプロトタイプを試作した。この機器はフィルターの組み合せを変更することで、以下の3種類の測定原理に基ずいた方法について、それぞれ検討評価が出来るように設計した。(1)試料を赤色閃光で励起し、P700の430nm吸収ピークの変化を測定する方法。(2)試料を青色閃光で励起し、P700の430nm吸収ピークの変化を測定する方法。(3)試料を赤色閃光で励起し、P700の810nm吸収ピークの変化を測定する方法。その結果以下のことが明らかになった。(1)の方法:蛍光による測定障害はない。測定波長が試料の自己吸収の大きい波長領域にあるため、感度測定することが困難である。。(2)の方法:蛍光による測定障害が大きい。しかし測定波長が試料の自己吸収の小さい波長領域にあるため、試料濃度を上げられるので高感度測定が可能である。(3)の方法:蛍光による測定障害はない。測定波長が試料の自己吸収の非常に小さい波長領域にあるため、試料濃度を上げられるので高感度に出来る可能性がある。しかし欠点として(イ)吸光係数が低いこと、(ロ)試料濃度を上げると励起光に対する自己吸収が大きくなり過ぎるため感度に限界があることが分った。結論として、(3)の方法を用いるのが、もっとも良く、欠点(イ)及び(ロ)は、測定光に対する光路長が長く且つ励起光に対する光路長が短いセルを採用することでカバー出来ることを確認した。また測定用試料の調製法について検討を行い、次のような標準法を確立した。試料(生葉)を界面活性剤(TritonX-100,終末濃度0.1%)と共に磨砕し、pH8-9の緩衝液(1mMアスコルビン酸と、0.1mMN,N,N',N'-テトラメチル-p-フェニレンジアミンを含む)に懸濁する。これらの結果をふまえ、実用化に向けて、試作機に改良を加え、また簡略化によって製造コストを下げる努力が現在主として日本分光(株)を中心に進められている。。
癌患者の予後に影響を及ぼすムチン抗原の発現機構の解明

これまでの膵や肝内胆管の腫瘍の免疫組織学的研究で、分泌型ムチンのMUC2は、浸潤性に発育し予後不良である浸潤性膵管癌や胆管細胞癌では(-)、膨張性に発育し予後良好の膵乳頭腫瘍の肝嚢胞腺癌では(+)であることを明らかにしてきたが、このMUC2の発現機構を解明するため、MUC2mRNAの発現をin situ hybridizationにより検索したところ、MUC2mRNAは浸潤性発育腫瘍では(-)、膨張性発育腫瘍では(+)であり、免疫染色の結果と一致した。すなわち、癌患者の予後に関連するMUC2ムチンの発現の差異は、ムチンコア蛋白への糖側鎖の結合によるマスキングではなく、mRNAのレベルで制御されるMUC2コア蛋白自体の合成の違いによることが明らかになった。さらに、乳癌の検討でも、MUC2の発現はコア蛋白レベルでもmRNAレベルでも、浸潤性乳管癌では(-)であったが、比較的予後の良い乳腺粘液癌では(+)であった。分泌型ムチンであるMUC2の発現が、膵、肝、乳腺の腫瘍においては、粘液を多量に産生する特殊な形態形成に関与し、その低悪性度と関連すると推察された。膜型ムチンのMUC1に関しては、MUC1コア蛋白への糖側鎖の結合状況が、膵や肝内胆管の癌の浸潤性性格にどのように関連しているかについて検索をすすめた。その結果、シアル酸をもつ糖側鎖が結合しているMUC1ムチンが、浸潤性発育を示す癌では(+)、膨張性発育腫瘍では(-)であり、上記のMUC2とはまったく逆に、癌の浸潤性性格に関連する可能性が示された。MUC1コア蛋白のみの発現は癌の浸潤との明確な関連性がなかったことから、MUC1ムチンの側鎖のシアル酸構造が癌の浸潤に重要な役割を果たすことが推測された。ファータ-乳頭部癌の検索においても、MUC1(+)の症例がMUC1(-)の症例より予後が悪く、逆にMUC2(+)の症例がMUC2(-)の症例より予後が良いことが判明し、この領域の癌においても、MUC1とMUC2の発現状況がその生物学的悪性度に関連していることが明らかになった。ムチン抗原の発現が癌の生物学的特性に及ぼす影響についてはまだ不明な点が多いが、我々は、膵癌や肝癌におけるムチンコア蛋白(MUCI・MUC2)発現の免疫組織学的研究で、浸潤性に発育し予後の悪い浸潤性膵管癌や胆管細胞癌がMUCI(+)・MUC2(-)であるのに対し、膨張性に発育し予後の良い膵乳頭腫瘍、肝嚢胞腺癌はMUCI(-)・MUC2(+)であることを報告してきた。今年度新たに得られた研究成果は以下のごとくである。

1.乳癌におけるムチンコア蛋白の発現を検索し、浸潤性乳管癌が常にMUCI(+)・MUC2(-)であるのに対し、リンパ節転移率が低く予後が良い粘液癌は、MUCI(+)であるものの、MUC2も(+)であることを明らかにした。分泌型糖蛋白であるMUC2ムチンの発現が、粘液を多量に産生する膵乳頭腫瘍、肝嚢胞腺癌、乳腺粘液癌という特殊な形態を形成して、その生物学的底悪性度と関連すると推察される。2.さらに、MUC2のcDNAプローブを用いたin situ hybridizationによってMUC2遺伝子のメッセンジャーRNA(mRNA)の局在を検索し、免疫組織学的所見と相互比較を行ったところ、MUC2コア蛋白(-)である膵や肝の浸潤性癌ではMUC2mRNAも(-)であったのに対し、MUC2コア蛋白(+)である膵や肝の膨張性癌ならびに乳腺粘液癌ではMUC2mRNAも(+)という結果を得、MUC2コア蛋白の発現はMUC2mRNAの発現と一致していた。上述にように癌患者の予後に影響を及ぼすMUC2ムチンの発現はmRNAのレベルで制御されているようである。3.ヒト胃癌におけるムチン抗原発現の免疫組織学的研究で、印環細胞癌においては、MUC1ムチン(乳腺型)はほとんど発現しないが、胃の腸上皮化生粘膜にみられるMUC2ムチン(腸型)とシアリルTn抗原が高率に発現し「細胞内腸上皮化生」ともいえる興味ある所見が得られた。一方、低分化腺癌においては、MUC1ムチンの発現がリンパ節転移陰性例よりもリンパ節転移陽性例で有意に高く、癌患者の予後に影響を及ぼしている可能性が示された。これまでの膵や肝内胆管の腫瘍の免疫組織学的研究で、分泌型ムチンのMUC2は、浸潤性に発育し予後不良である浸潤性膵管癌や胆管細胞癌では(-)、膨張性に発育し予後良好の膵乳頭腫瘍や肝嚢胞腺癌では(+)であることを明らかにしてきたが、このMUC2の発現機構を解明するため、MUC2mRNAの発現をin situ hybridizationにより検索したところ、MUC2mRNAは浸潤性発育腫瘍では(-)、膨張性発育腫瘍では(+)であり、免疫染色の結果と一致した。すなわち、癌患者の予後に関連するMUC2ムチンの発現の差異は、ムチンコア蛋白への糖側鎖の結合によるマスキングではなく、mRNAのレベルで制御されるMUC2コア蛋白自体の合成の違いによることが明らかになった。さらに、乳癌の検討でも、MUC2の発現はコア蛋白レベルでもmRNAレベルでも、浸潤性乳管癌では(-)であったが、比較的予後の良い乳腺粘液癌では(+)であった。分泌型ムチンであるMUC2の発現が、膵、肝、乳腺の腫瘍においては、粘液を多量に産生する特殊な形態形成に関与し、その低悪性度と関連すると推察された。膜型ムチンのMUC1に関しては、MUC1コア蛋白への糖側鎖の結合状況が、膵や肝内胆管の癌の浸潤性性格にどのように関連しているかについて検索をすすめた。その結果、シアル酸をもつ糖側鎖が結合しているMUC1ムチンが、浸潤性発育を示す癌では(+)、膨張性発育腫瘍では(-)であり、上記のMUC2とはまったく逆に、癌の浸潤性性格に関連する可能性が示された。MUC1コア蛋白のみの発現は癌の浸潤との明確な関連性がなかったことから、MUC1ムチンの側鎖のシアル酸構造が癌の浸潤に重要な役割を果たすことが推測された。ファータ-乳頭部癌の検索においても、MUC1(+)の症例がMUC1(-)の症例より予後が悪く、逆にMUC2(+)の症例がMUC2(-)の症例より予後が良いことが判明し、この領域の癌においても、MUC1とMUC2の発現状況がその生物学的悪性度に関連していることが明らかになった。
非線形偏微分方程式の解のL-p理論の研究

代表者の小川卓克は水面に現れる孤立波状の非線形波動を記述する連立非線形分散型方程式に対しその非線形結合の特殊な構造から弱い正則化作用を見いだし特に広い初期値に対する方程式の解の時間局所適切性を証明した。川島秀一は輻射気体の最簡約版モデル方程式系に対し、衝撃波の存在と漸近安定性を示した。また、一般の双曲・楕円型連立系の時間大域解の存在を示し、その減衰評価を与えた。隠居良行は流体の運動によって生じる熱の影響をあらわす散逸関数を含んだ形のオーバーベック・ブシネスクタイプの近似方程式を導出し、この近似方程式の解の存在や一意性などを考察した。通常のオーバーベック・ブシネスク方程式では、熱伝導解が不安定になるような状況でも、ここで導出した近似方程式では、熱伝導解は安定になる状況があることを示した。小薗英雄はルレイ-ホップクラスに属するナヴィエ-ストークス方程式の弱解の一意性に関して、任意の領域で臨界状況である、uが空間でL-n時間でL-infinityの場合に知られていた。一意性のための条件「解がL-nで時間右連続関数である」という付加条件を除き、単に解がL^∧nに時間でほとんど至るところ属せばであれば一意性が成立することを証明した。川下美潮は密度が空間変数や時間に対して一様でない流体の運動を記述する圧縮性ナヴィエ-ストークス方程式の初期値問題の強解の一意存在性について論じた。外力なしの場合に、定常解に近い強解の存在の保証のためには、従来の初期値に要求しているなめらかさは必要ではないことを指摘した。加藤圭一は一般化されたカドムチェフ-ペトヴィアシュヴィリ方程式(KP方程式)の孤立波解が解析的であることを得た。さらにある非線形シュレーディンガー方程式またはハートリー方程式において小さい初期値に対し散乱状態が存在することをジプレイクラスを用いて示した。線形及び非線形の偏微分方程式の可解性におけるL^P理論の応用に関して各分担者は以下のような研究を行った。代表者の小川は水面波の干渉方程式として典型的な3種類の一次元連立分散-波動方程式の可解性をL^P空間をbaseにした弱い初期値に対して最良と考えらる結果を得た。また外力に対する遅い減衰条件をL^P-normにて規定した条件下でNavier-Stokes方程式のenergy減衰について研究し新たな評価を得た。三宅は解析的偏微分方程式におけるグルサ-問題(一般化された初期値問題)にテプリッツ作用素のスペクトル理論を適用し、従来知られていた可解性の為の条件(スペクトル条件)を大幅に緩めることに成功した。中村は2次元空間の中の定磁湯中の2体のシュレディンガ一粒子のスペクトルについて調べ、特にスペクトルが絶対連続になる十分条件を、幾つか与えた。小薗は弱解uがL^nに属し、かつ時刻t_0において解の時間変数についての左極限と実際の値の差が小さいならば、t_0の近傍で解は滑らかであることを証明した。さらにLorentz空間(より一般化されたL^P空間)において外部定常解を構成し、net forceの条件を仮定することなく、その安定性を示した。加藤は非線形シュレ-ディンガー方程式の初期値問題で、初期値が遠方でexp(-x^2)のオーダーで減少しているとき、解の時空間解析性を示した。また非線形項に微分が入っている非線形シュレ-ディンガー方程式において、適当な非線形項の条件の下で、時間大域的な解析解を構成した。

さらに線形の波動方程式において、係数が連続でないような場合にも適当な係数の条件の下で、正則性が伝播することを示した。川下は非線形項にL^Pの方法を利用して圧縮性Navier-Stokes方程式の可解性に対するregularityの条件を大きく緩和した。代表者の小川卓克は水面に現れる孤立波状の非線形波動を記述する連立非線形分散型方程式に対しその非線形結合の特殊な構造から弱い正則化作用を見いだし特に広い初期値に対する方程式の解の時間局所適切性を証明した。川島秀一は輻射気体の最簡約版モデル方程式系に対し、衝撃波の存在と漸近安定性を示した。また、一般の双曲・楕円型連立系の時間大域解の存在を示し、その減衰評価を与えた。隠居良行は流体の運動によって生じる熱の影響をあらわす散逸関数を含んだ形のオーバーベック・ブシネスクタイプの近似方程式を導出し、この近似方程式の解の存在や一意性などを考察した。通常のオーバーベック・ブシネスク方程式では、熱伝導解が不安定になるような状況でも、ここで導出した近似方程式では、熱伝導解は安定になる状況があることを示した。小薗英雄はルレイ-ホップクラスに属するナヴィエ-ストークス方程式の弱解の一意性に関して、任意の領域Ωで臨界状況である、u∈L^∞(0,T;L^n(Ω))の場合に知られていた一意性のための条件「解がL^n(Ω)で時間右連続関数である」という付加条件を除き、単にu∈L^∞(0,T;L^n(Ω))であれば一意性が成立することを証明した。川下美潮は密度が空間変数や時間に対して一様でない流体の運動を記述する圧縮性ナヴィエ-ストークス方程式の初期値問題の強解の一意存在性について論じた。外力なしの場合に、定常解に近い強解の存在の保証のためには、従来の初期値に要求しているなめらかさは必要ではないことを指摘した。加藤圭一は一般化されたカドムチェフ-ペトヴィアシュヴィリ方程式(KP方程式)の孤立波解が解析的であることを得た。さらにある非線形シュレーディンガー方程式またはハートリー方程式において小さい初期値に対し散乱状態が存在することをジブレイクラスを用いて示した。
韻律特性を介した日中言語処理メカニズムの構築

本研究では,両言語で対照できるものに焦点を当て,日中両言語の母語話者およびそれぞれの学習者に対して,(1)日中両言語における語彙レベルでの重音による音韻処理,(2)文中(中国語の場合:「修飾節」,日本語の場合:「関係節」)におけるポーズの処理,(3)文末(疑問句)イントネーションの処理という3つの課題を検討する。音声的な知覚・産出を心理言語学の実験で測定し,多変量解析法を援用して,語から文への相互コミュニケーションにおける背景諸要因を解析し,両言語間の韻律的特徴による音韻処理のメカニズムを解明する。
静脈血栓塞栓症予防における人工炭酸泉足浴の効果

深部静脈血栓症予防としての足浴の効果を心臓足首血管指数(CAVI),深部組織酸素飽和度を指標として血流動態から検討した.CAVI値はエストロゲンの影響を受け月経サイクル中に有意に変化することが明らかとなった.室内においても皮膚温は,外気温あるいは季節変動の影響を受けている可能性が示唆された.加温具による短時間の局所加温では大きな血流の変化は起こらない可能性が考えられた.異なる水温及び人工炭酸泉を用いた足浴は,下肢の血流に影響を及ぼすことは明らかとなったが深部静脈血栓症予防に対する足浴の効果としてはさらなる検討が必要であると考えられた.深部静脈血栓塞栓症(俗称:エコノミー症候群など)予防としての足浴の効果を心臓足首血管指数(CAVI),皮膚血流量,深部組織酸素動態を指標として血流動態及び調節機構から多角的に評価し,最終的に災害時避難所生活において足浴が災害時における看護技術として効果的な一手段となり得るかについて検討する.静脈血栓塞栓症予防に及ぼす足浴の効果を明らかにするためには,足浴時における足部及び脚部の深部組織の酸素動態に及ぼす影響について性差,年齢及び季節変動を含めた検証が必須である.その中の一つである,月経周期は心臓足首血管指数による動脈硬化指数(CAVI値)に影響を及ぼすか?について検討している.若年女性において月経周期におけるエストロゲンの変動が動脈硬化指数に及ぼす影響が明らかになっていないため,月経周期を考慮する必要の有無について検証する.卵胞期,排卵期,黄体期に若年女性の動脈硬化指数(CAVI値)を測定し比較した.ただし,予備的実験の意味合いもあるため今回は血中ホルモン濃度の測定は行っていない.正常月経周期を有する健康な女子大学生を対象とした.長期に渡るデータを全て解析すると条件間に有意な差は認められなかった.そこで1サイクル3回を連続でとれたデータのみで解析を行った.その結果,月経周期によりCAVI値が影響を受ける可能性が認められた.あくまで可能性の範囲を出ないが,気温がCAVI値に影響を及ぼす可能性が考えられた.更なる検討を続けこれらの影響について明らかにしていく.深部静脈血栓塞栓症(エコノミー症候群など)予防としての足浴の効果を心臓足首血管指数(CAVI),皮膚血流量,深部組織酸素動態を指標として血流動態及び調節機構から多角的に評価し,最終的に足浴が災害時における看護技術として効果的な一手段としてなり得るかについて検討する.月経周期は心臓足首血管指数による動脈硬化指数(CAVI値)に影響を及ぼすかについて継続して検討中である.若年女性において月経周期における女性ホルモンの変動が動脈硬化指数に及ぼす影響が明らかになっていないため実験時において月経周期を考慮する必要性の有無について検証することも目的の一つである.卵胞期,排卵期,黄体期に正常月経周期を有する健康な女子大学生を対象として測定を行った.今年度も血中ホルモン濃度の測定は行っていない.測定を行った全てのデータから解析を行うと月経周期の時期による有意な差は認められなかった.月経周期1サイクルを連続測定できたデータのみで解析を行うと,周期内で動脈硬化指数が変化する可能性が考えられた.全データから検討すると外気温がCAVI値に影響を及ぼす可能性が考えられた.継続してデータ収集する必要性が考えられた.局所皮膚加温は足浴と同様の効果が得られるか?の予備実験では,カイロ等の加温具を膝窩,足背及び後脛骨動脈上,足尖部に貼付し血流等が変化するかを検討する実験である.加温具の種類あるいは足部の温度により十分加温できない可能性が考えられ,加温具の種類も検討する必要が考えられた深部静脈血栓塞栓症(エコノミー症候群など)予防としての足浴の効果を心臓足首血管指数(CAVI),深部組織酸素動態を指標として血流動態及び調節機構から評価し,最終的に足浴が災害時における効果的な一手段としてなり得るかについて検討する.血管の硬さを表す指標である心臓足首血管指数(CAVI値)は月経周期における女性ホルモンの変動の影響を受けるかについて検討を行った.正常月経周期を有する女子大学を対象として卵胞期,排卵期および黄体期にCAVI値を測定した.月経周期内でCAVI値が変動する可能性が考えられた.また外気温がCAVI値に影響を及ぼす可能性も考えられた.しかしながら血圧脈波検査装置をもちいて男子大学生を測定した研究協力者のデータからは外気温による影響はみられないという結果が得られた.まったくの同条件化で行った測定ではないが矛盾が生じたため原因究明する必要が生じた.延長期間に季節ごとに測定を行い外気温による影響を受けるのか,男女差があるのか,データ上の見せかけの結果であったのか検討を行う.現在その第一測定時期としてCAVI値,皮膚温の測定を行っている.局所皮膚加温が足浴と同様の効果が得られるかの実験は,加温具を足底,足背部,膝窩等に貼付し皮膚温,組織酸素動態に及ぼす影響について検討した.予備実験において直接皮膚に貼付するタイプの加温具を足背及び後脛骨動脈上に貼付し測定を行ったが,全く温かさを感じることができなかったため靴下や靴にはるタイプの加温具を使用した.それに伴い加温部位を足背部及び足底部に変更した.この実験はすべて終了しており,現在進行中であるCAVI値の実験終了後解析を行う予定である.さらなる検討の必要が生じたため期間延長をしデータ数の追加及び再現性の検証をすることになった.

深部静脈血栓症(俗称:エコノミー症候群など)予防としての足浴の効果を心臓足首血管指数(CAVI),深部組織酸素動態を指標として血流動態及び調節機構から多角的に検討する.若年女性において月経周期におけるエストロゲンの変動が動脈硬化指数に及ぼす影響が明らかになっていないため,月経周期を考慮する必要の有無について検証した.月経1サイクル中に心臓足首血管指数は,有意な変化が認められた.外気温は心臓足首血管指数,体温及び自律神経調節に影響を及ぼすかについて,平均気温,最高気温,最低気温とも有意に異なる外気温条件のもと,実験室内での安静時における各指標に及ぼす影響について検討した.外気温の影響により大腿,ふくらはぎ,足部の温度は有意に異なったが,心臓足首血管指数,血圧及び自律神経調節には差が認められなかった.若年男性においては必ずしも外気温と循環指標の変化が一致しない可能性が考えられた.カイロ等を代用した局所加温が,深部静脈血栓予防効果に及ぼす影響について検証した.局所皮膚加温(使い捨てカイロなどの代替療法)は足浴と同様の効果が得られるかについて足浴と同じ時間加温を行った.加温具の貼付場所は足背部,足底部とした.加温した部位は皮膚温の上昇がみられたが,それ以外の場所まで皮膚温の変化が認められなかった.加温具による短時間の局所皮膚加温では,大きな血流の変化が起こらない可能性か考えられた.異なる水温及び人工炭酸泉での足浴が深部組織酸素飽和度に及ぼす影響について検討した.水温,水圧及び人工炭酸泉の影響を受け酸化ヘモグロビン及び脱酸化ヘモグロビンが影響を受ける可能性が考えらえれた.深部静脈血栓症予防としての足浴の効果としてはさらなる検討が必要であると考えられた.深部静脈血栓症予防としての足浴の効果を心臓足首血管指数(CAVI),深部組織酸素飽和度を指標として血流動態から検討した.CAVI値はエストロゲンの影響を受け月経サイクル中に有意に変化することが明らかとなった.室内においても皮膚温は,外気温あるいは季節変動の影響を受けている可能性が示唆された.加温具による短時間の局所加温では大きな血流の変化は起こらない可能性が考えられた.異なる水温及び人工炭酸泉を用いた足浴は,下肢の血流に影響を及ぼすことは明らかとなったが深部静脈血栓症予防に対する足浴の効果としてはさらなる検討が必要であると考えられた.近赤外線組織酸素モニタ装置の選択に時間がかかってしまったこと及び月経周期に関するデータが被験者の都合で連続して測定できなかったため.生じた問題の原因解明のため,被験者の追加,測定条件の追加(温度条件),測定項目の追加(皮膚温,足部の温度)し,CAVI値に及ぼす影響について検討する.医歯薬学近赤外線組織酸素モニタ装置も購入でき足部加温の予備実験に入っている.今後はそれぞれの季節に応じて実験を進めていく予定である.月経周期によりCAVI値が影響を受けるかの検討が順調に進んでおり,外気温によりCAVI値が影響を受けるかの検討にも踏み込めているため.発表及び論文投稿するにあたり追加実験の必要性ががあるという結論に至ったため.近赤外線組織酸素モニタ装置の購入が遅れたこと及び日程調整がつかず国外学会に参加できなかったため.追加実験の消耗品,学会参加費と論文投稿費として使用予定である.
高解像度気候計算のための広帯域放射伝達モデルの革新的研究

今年度はこれまで行ってきた気体吸収過程の基となる気体吸収テーブルの作成法についてパッケージの整備を行っている。パッケージは大きく分けて3つに分かれている。吸収データベースHITRANと連続吸収プログラムMT_CKDから導出した吸収係数をMstrnXの伝達過程に当てはめてLBL計算を行うMstrnX_LBLパッケージ、同じく吸収係数をバンド領域で並び替えてk-分布を作成するk-分布作成パッケージ、LBL計算の結果に合うようにk-分布の積分点と重みを決定する最適化パッケージである。気体吸収テーブルは28年度に更新を行ったが、今回の整備は気体吸収テーブルの次回の更新を見据えたものであり、昨年度確認した波数、気圧や温度の解像度や内挿法などの様々な更新点が含まれている。また、散乱過程については、降雪粒子や降雨粒子の放射影響を導入するため、これまでも検討を続けており、降雨粒子としてサイズパラメーターが25000までの球形散乱を適用できるように変更を加えてあるが、今年度は雲氷粒子として六角柱、降雪粒子としてaggregateの形状を仮定し、Yang et al. [2013]の散乱データベースをMstrnXへ適用できるよう変更を加えた。従来も六角柱粒子は適用可能であったが、元になっているデータは古いもの(Yang et al., 2000,2005)であったため、同時に更新した。この更新により、等価体積半径が500μmまでの粒子の散乱が可能となった。また、今年度はイギリスのReadingで行われたRFMIP(放射強制力のモデル間相互比較プロジェクト)に参加し、放射伝達モデルの研究者と意見を交わし、他国で開発されている放射伝達モデルについて情報を収集した。本年度は気体吸収過程の吸収データの更新と精度の確認および非球形粒子の散乱特性の導入を行った。放射コード比較プロジェクトCIRCで複数の放射伝達モデルが比較されたことを受け、広帯域放射伝達モデルmstrnXで計算した結果を提出した結果について精査したところ、二酸化炭素4倍増の大気状態での再現性が悪いことが判明した。気体吸収テーブルは各バンドで相関k-分布法を採用し、これの積分点と重みについて最適化を行っているが、最適化の基準値として使用する大気状態は標準状態と温暖化状態としていた。ここでいう温暖化状態においては二酸化炭素の濃度は倍増状態であったため、4倍増状態には対応できていないのではないかと推察された。これを踏まえ、気体吸収テーブルの更新を試みた。本更新ではこれまでの標準状態、温暖化状態に加え、二酸化炭素4倍増の大気状態に合わせて行ったが、フラックスの誤差が大きいバンドもあったため、二酸化炭素の吸収帯を含むバンドだけではなく、近赤外&#12316;赤外領域のバンドについて更新を行った。この更新において、気体吸収線データベースをHITRAN2004からHITRAN2012に更新した。最適化の手法においては、設定する初期値を二通り(completelyおよびuncompletely correlated)、最適化中に積分点を減らしていく方法と増加させる方法の二通り、計四通り行い、最も差の少ないものを選択した上で、放射強制力の誤差が0.1W/m2以下の結果を採用した。大規模な更新も検討したが、バンド数を変更すると波及する影響が大きいことから今回は見送った。これより、気体吸収テーブルは29バンド111点から、29バンド144点に更新された。また、氷粒を球形近似ではなく六角柱として計算できるよう散乱過程の改良を行った。本研究課題では飛躍的に発展を遂げる全球気候モデルに対応する放射伝達モデルの開発を主目的としている。本年度においては吸収データの更新、温室効果気体の吸収による放射強制力の精度の確認、および非球形粒子の散乱特性の導入を行った。これにより、より精度の良い近似手法の導入が進み、先進的な放射伝達モデルの開発がなされたと考えられる。今年度も、昨年度に引き続き全球気候モデル(GCM)で採用されている放射伝達モデルの改良、特に気体吸収過程の改良を中心に研究を進めた。これまでは太陽放射領域と地球放射領域は完全に分離して考えていたが、GCMの近赤外域において、両方取扱う領域ができたことに対応するため、近赤外域に対しても最適化を行った。これにより、昨年度作成した29バンド144点の気体吸収テーブルは、29バンド147点に更新された。しかし、この領域では最適化手法における収束が難しく、効果があまり認められなかった。これは、太陽から伝達される放射と、地表面及び地球大気から射出される放射を同時に考えると、光路長が大きく異なると考えられるため、両方を同時に考慮するのが難しいのではないかという結論に至った。太陽放射と地球放射は別々に取り扱うのが望ましいと考えられ、これを実現するには放射テーブルのみならずコード本体の改良が必要になる。来年度以降に取り組む予定である。また、改良された吸収テーブルをGCMに導入したところ、放射収支としては良い結果が得られたが、20世紀の気温上昇を再現する実験を行ったところ、旧版の放射テーブルよりも温度が上昇しなかった。GCMのその他の物理過程が旧版の放射テーブルに合わせて調整されていることが主な原因としてあげられる。放射テーブル変更の影響を評価するため、バンドを1つずつ新版と取り替え、バンドごとの影響の調査をおこなった。波長帯ごとに影響が現れる高度や地域が異なることが明らかとなった。本評価は来年度以降も継続する予定である。

今年度は放射テーブルの更新と、バンドごとの影響の評価を行った。これにより、放射テーブルの精度はGCMの精度に大きく影響を及ぼしていることがわかった。また、近赤外域において、太陽から伝達される放射と、地表面及び地球大気から射出される放射を同時に考えると、光路長が大きく異なると考えられるため、両方を同時に考慮するのが難しいことがわかった。現在のGCMではそのまま使用しているが、太陽放射と地球放射は別々に取り扱うのが望ましいと考えられる。これを実現するには放射テーブルのみならずコード本体の改良が必要になるが、本研究計画からは大きく逸脱しておらず、モデル開発上重要な開発事項であると考えられる。また、昨年度は連続吸収帯の吸収プログラムの更新が2月に行われたため、今年度にその導入を行う予定であったが、今年度の7月、12月に追加の更新が行われたため、今年度も新しい連続吸収プログラムを導入することができなかった。上記問題点を踏まえ、来年度に本更新を導入し、全体的な更新を行う予定である。今年度も、昨年度から引き続き全球気候モデルで採用されている放射伝達モデルの改良、特に気体吸収過程の改良を中心に研究を進めた。吸収過程における連続吸収体の吸収プログラムの更新が一昨年から昨年度にかけて行われたため、これらの確認を行った。また、波長、気圧(高度)、温度における気体吸収の変化に対する内挿法および解像度の検討を行った。これらを確認の上、気圧27点(1100-0.01hPa、対数線型)、気温10点(150-330K、20Kごと)、吸収係数のデータベースを作成した。この波長解像度は波長領域ごとに異なり、短波領域でも細かい解像度を保ったままにしているところが従来と異なるところであり、精度の向上が見込まれる。また、今年度は放射伝達モデル本体の見直しにも着手した。まずは放射スキームの高速化について検討を行った。吸収係数の内挿に使用するサブルーチンPTFIT2について、一層ずつ探す方法からコーディングで整数に変換する方法を試みたところ、PTFIT2が35%高速化した。この高速化の検討に伴い、放射コードの全般的な見直しも行った。本研究課題では飛躍的に発展を遂げる全球気候モデルに対応する放射伝達モデルの開発を主目的としている。今年度は、本研究のメインである気体吸収テーブルの再更新に向けた基礎研究及びデータベースの準備を行った。これにより、スムーズな研究遂行が可能となった。また、放射伝達モデルは全球気候モデル中でも計算割合が大きく、可能な限りの高速化が求められているため、モデルの見直しをおこない、高速化への道筋をつけた。その他のルーチンについては期待されるような効果が望める箇所は見つからなかったが、引き続き検討を行う。現時点ではアルゴリズム上の変更は難しいと考えられるため、プログラミング上の工夫や計算機特性を生かしたコーディングにより効率化を図っていきたい。さらに、今年度は3次元放射の近似法と3次元放射、1次元放射の比較も行い、近似法によっては3次元放射の影響の取り込みが不十分であることが確認された。
局所麻酔薬による腫瘍細胞致死機序とその腫瘍特異性に関する研究

目的:局所麻酔薬のアポトーシス誘導機序および腫瘍特異性は不明である。そこで、リドカインのアポトーシス誘導に関して正常白血球と培養腫瘍細胞(HL60:ヒト骨髄性白血病細胞)を比較した。方法:アポトーシス細胞数は、アネキシンおよびヨウ化プロピジウム(PI)で二重染色し、フローサイトメトリー(FACS)を用いて測定した。結論:リドカインは、ミトコンドリア活性を抑制することで腫瘍特異的に強力な腫瘍細胞致死作用を有する可能性が示唆された。ミトコンドリアが腫瘍細胞の一弱点であることが示唆された。本研究の目的は局所麻酔薬の腫瘍細胞におけるアポトーシス誘導の原因を明確にすることである。局所麻酔薬によるアポトーシスがミトコンドリア経路で誘導される可能性として、塩基型局所麻酔薬の細胞内水素イオン捕捉(トラッピング)が考えられる。これは、ミトコンドリア電位は水素イオンによって形成されているため、細胞質における水素イオンの減少によりミトコンドリアが脱分極し、結果としてアポトーシス誘導のトリガーとなりうる。これを証明するために、細胞内pHとミトコンドリア電位を同時記録した。さらに、局所麻酔薬によるアポトーシス誘導の腫瘍そ特異性について検討した。腫瘍細胞は、正常白血球と比較してミトコンドリア経路のアポトーシスが誘導されやすいのかフローサイトメトリーで検証した。その原因について腫瘍細胞はその過剰なエネルギー需要によりミトコンドリア機能に余裕がないと予想する。そこで、ロテノン、FCCP等のミトコンドリア阻害薬、脱共役剤を用いてミトコンドリア機能不全になる前後でのミトコンドリア膜電位、細胞内ATP濃度、およびミトコンドリア活性酸素産生量などのミトコンドリア機能とアポトーシスの誘導率を腫瘍細胞と正常白血球とで比較した。結果、局所麻酔薬は細胞内をアルカリ化するとともにミトコンドリアを脱分極した。これは、局所麻酔薬の解離定数と挿管した。また、弱塩基で細胞内を中和することで、ミトコンドリアの脱分極は阻止できたので、細胞内アルカリ化が局麻薬による細胞毒性の一因であることが示唆された。続いて、リドカインは、正常白血球と比較して腫瘍細胞(HL60)によりアポトーシスを誘導した。腫瘍細胞は、正常細胞と比較し局所麻酔薬暴露で有意にフリーラジカル、ミトコンドリアカルシウム濃度、ミトコンドリア脱分極が増加し、ATP産生の低下がみられた。腫瘍細胞は正常細胞と比較してミトコンドリア機能が低下していることが示唆された。目的:前回、腫瘍細胞におけるリドカインのアポトーシス誘導を報告した。しかし、その腫瘍特異性は不明である。そこで、リドカインのアポトーシス誘導に関してヒト正常白血球と培養腫瘍細胞(HL60:ヒト骨髄性白血病細胞)を比較した。ミトコンドリア膜電位をTMRMで染色しFACSで測定した。ミトコンドリアの活性酸素産生量をMitoSOXで染色しFAcsで測定した。細胞内ATP濃度をルシフェラーゼ・ルシフェリン法およびルミノメーターで測定した。ミトコンドリアのカルシウム濃度をRhod-2で染色しFACSで測定した。数値は平均±標準偏差で表し、統計学的処理は分散分析(Scheffe検定)を用い、p<0.05を有意とした。結果:リドカインは臨床使用濃度以下からHL60細胞特異的にアポトーシスを誘導することを観察した。一方、正常白血球においては、このリドカイン濃度における著明な細胞死は認めなかった。さらに、白血球とHL60細胞を混合した場合もリドカインはHL60細胞の死細胞数を選択的に増加した。リドカイン暴露で、HL60細胞により有意にミトコンドリアの膜電位、活性酸素産生量、カルシウム濃度の増加および細胞内ATP濃度の低下が見られた。CCCPなどミトコンドリア脱共役剤を用いた実験でもリドカインと同様の結果を得た。
MRI駆動音の伝搬路を考慮した被験者のための防音保護具の製作

MRI装置が発生する駆動音は非常に大きく100dBを超える場合がある.そのような音環境の中で検査を受ける被験者のために,適応制御による防音保護具システムの開発が重要な課題である.そして,防音保護具を開発するためには,適応制御のためにMRI駆動音の音源の特性を考慮したマイクロホンの配置を検討し,防音保護装置の各要素の製作とコンピュータシミュレーションを用いて性能を検討した.MRI装置が発生する駆動音は非常に大きく100dBを超える場合がある.そのような音環境の中で検査を受ける被験者のために,適応制御による防音保護具システムの開発が重要な課題である.そして,防音保護具を開発するためには,適応制御のためにMRI駆動音の音源の特性を考慮したマイクロホンの配置を検討し,防音保護装置の各要素の製作とコンピュータシミュレーションを用いて性能を検討した.MRI装置が発生する駆動音は非常に大きく100dBを超える場合がある.そのような音環境の中で検査を受ける被験者のために,適応制御による防音保護具システムの開発が重要な課題である.そして,防音保護具を開発するためには,適応制御のためにMRI駆動音の音源の特性を考慮したマイクロホンの配置を検討し,防音保護装置の製作と検討が本研究の目的である.そのため,初年度は,MRI駆動音伝搬特性の調査と騒音制御の要求技術課題を検討した.まず,MRI装置から音が発生する音源の特徴調査である、3テスラの静磁場強度を有するMRI装置が発生する駆動音を,MRI検査室の検査テーブル上および周囲のさまざまな地点において,その音圧レベルと周波数特性を明らかにした.テーブル上の音圧が撮像シーケンスによってばらつきがあるが115dBから95dBであり,イヤマフを装着しても85dBから64dBであった.オクターブ分析の結果は撮像シーケンスによってさまざまであり,ピークの周波数が640Hz帯から1260Hz帯,ピークの音圧は114dBから92dBであり,撮像シーケンスに依存することが分かり,開発対象とする音圧と帯域を明らかにした.そして,この情報をもとにMRI検査室の駆動音伝搬特性に基づいた多チャネル騒音制御装置の構築について検討する.検査室が高磁場であることを考慮した非磁性のマイクロホンと圧電スピーカを利用した騒音制御システム開発においてはガントリ開口部及びガントリ外部における適応騒音制御装置の構築のために,基本的なDSPプログラムを作成した.核磁気共鳴を利用した医療機器MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置が発生する駆動音は非常に大きく100dBを超える場合がある.そのような音環境の中で15分から1時間の間,検査を受ける被験者のために,マルチチャネルアクティブノイズコントロールによる防音保護具システムの開発が重要な課題である.そして,防音保護具を開発するためには,マルチチャネルアクティブノイズコントロールのためにMRI駆動音の音源の特性を考慮したマイクロホンの配置を検討し,防音保護装置の製作と検討が本研究の目的である.そのため,今年度は,MRI駆動音伝搬特性の調査とマルチチャネルアクティブノイズコントロールの技術仕様を検討した.まず,MRI装置から音が発生する音源の特徴調査である.3テスラの静磁場強度を有するMRI装置が発生する駆動音を,MRI検査室の検査テーブル上および周囲のさまざまな地点において,マイクロホンなど電子回路へ混入する雑音の影響の分析,および,MRI駆動音の音圧レベルと周波数特性を明らかにした.アクティブノイズコントロール装置はイヤマフによる消音と組み合わせたマルチチャネルアクティブノイズコントロール装置の構築について検討する.基本的なDSP(Digital Signal Processing)プログラムを作成するとともにボア中心から60cmにある音源を参照して1入力1出力のフィードフォワード型のアクティブノイズコントロールを想定した計算機シミュレーションを行い,その有効性を確認した.核磁気共鳴を利用した医療機器MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置が発生する駆動音は非常に大きく100dBを超える場合がある.そのような音環境の中で15分から1時間の間,検査を受ける被験者のために,マルチチャネルアクティブノイズコントロールによる防音保護具システムの開発が重要な課題である.そして,防音保護具を開発するためには,マルチチャネルアクティブノイズコントロールのためにMRI駆動音の音源の特性を考慮したマイクロホンの配置を検討し,防音保護装置の製作と検討が本研究の目的である.そのため,今年度は,MRI駆動音伝搬特性の調査とマルチチャネルアクティブノイズコントロールの技術仕様の検討を継続した.まず,MRI装置から音が発生する音源の特徴調査である.3テスラの静磁場強度を有するMRI装置が発生する駆動音の対象を増やし,さまざまな撮像シーケンスにおいて音源探査を行った.また,検査室には超電導コイルの冷却装置の音が発生しており,この音が撮像音の消去の際に影響すると考え,冷却装置の音の調査を行った.アクティブノイズコントロール装置はイヤマフによる消音と組み合わせたマルチチャネルアクティブノイズコントロール装置の構築について検討する.基本的なDSP(Digital Signal Processing)プログラムを作成するとともに,探査した音源位置の駆動音を参照して1入力1出力のフィードフォワード型のアクティブノイズコントロールを想定した計算機シミュレーションを行い,ポンプ音の影響が小さいこと,圧電スピーカの出力が80dB程度必要なことを確認した.フィードフォワード型ANC構築のために有効なMRI駆動音源の位置情報を得ることができ,計算機シミュレーションで有効性を確認できた.次はDSP実装プログラミングの開発を効果的に進める必要がある.24年度が最終年度であるため、記入しない。

MRI被験者用のANCで誤差の要因となる成分の情報を得る必要がある.受音点を固定点として計算機シミュレーションを行っているが,被験者はある程度動くため,これが誤差の要因と考えている.消音に与える影響の検討が必要な課題である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
実用化に向けた新規プリオンワクチンの開発

プリオン病はヒトを含む各動物種に見られる難治性の中枢神経変性疾患である。現在、ヒトやウシにおける感染、ウシからヒトへの感染が大きな社会問題となっており、世界中でプリオンワクチンおよび治療法の開発が行われているが、実用化までには至っていない。なぜなら正常型プリオン蛋白(PrP)は生体内の宿主蛋白であり、免疫寛容という大きな問題点があるためである。本研究では、実用化に向けたプリオンワクチンの開発を検討し、有用性のある免疫抗原の作製に成功した。現在、ヒトやウシにおける感染(同種感染)、ウシからヒトへの感染(異種感染)が大きな社会問題となっており、世界中でプリオンワクチンおよび治療法の開発が精力的に進められているが、実用化までには至っていない。本研究では、実用化に向けたプリオンワクチンの開発を検討することを目的とした。本年度では、1)免疫抗原の作成において、マウスプリオン感染に対し抑制効果のある抗PrP抗体の認識エピトープつまり、マウスPrPアミノ酸配列の91-110、132-155、220-231のエピトープに相同性のあるウイルスや細菌由来の蛋白7種類を合成および作製した。目的のリコンビナント蛋白の作製には,pQE30ベクターに目的の配列を挿入し、大腸菌にて蛋白発現させ、ニッケルカラムにて精製を行った。さらに、マウスに対し異種となるヒトPrPの132-155、220-231のエピトープのペプチドをKLHのキャリアーと付加させて合成した。2)作製したリコンビナント蛋白およびペプチドを4週齢の雄のBalb/cマウスにフロイントアジュバントと共に各週で3回から5回免疫を行った。それぞれの時期に血清を採取し、免疫に用いた抗原およびマウスPrP(交差性の検討)に対する抗原抗体反応をエライザ法にて検討した。血清は、自身の抗原に対して、高い抗体価を示した。これらの免役したマウス群では、抗プリオン効果を示す可能性が高いことが示唆された。プリオン病は、ヒトやウシにおける感染(同種感染)、ウシからヒトへの感染(異種感染)が大きな社会問題となっている伝播性の難治性中枢神経変性疾患である。世界中でプリオンワクチンおよび治療法の開発が精力的に進められているが、正常型プリオン蛋白(PrP)は生体内の宿主蛋白であり、免疫寛容という大きな問題点があるため、実用化までには至っていない。平成19年度までに、マウスプリオン感染に対し抑制効果のある抗PrP抗体の認識エピトープに相同性のあるウイルスや細菌由来の蛋白をマウスへ免疫を行い、免疫後の血清はマウスPrP自身の抗原に対して高い抗体価を示すことを報告した。そこで本年度では、これらの血清における抗プリオン活性について検討した。1)免疫後の血清をヒト由来のプリオン株を感染させたプリオン持続感染細胞に添加し、異常型PrPの発現について検討したところ、抗体価が高い血清ほど異常型PrPの発現を減少させた。2)免疫したマウスにヒト由来のプリオン病原体を感染させ発症までの潜伏及び生存期間について調べた。免役したマウス群では潜伏生存期間ともに延長の傾向が見られたが有意な差はなかった。3)各抗原の免疫により。マウスPrPに交差性のある抗体が発現しても、早期に死亡するマウスなどはなかったことから、安全性の面でも有用であると示唆された。以上のことより、まだ研究レベルの域を出ないプリオンワクチンではあるが、本研究の結果がプリオンワクチンの実用化に向けた大きな一歩となり、不治の病であるプリオン病の予防及び治療法の一つになることを期待している。