hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザー励起三重項状態を用いた溶液NMR信号の飛躍的増大法の研究

本研究の目的は,レーザー励起三重項分子の動的核偏極を用いたNMR信号の増大化の方法を,溶液状態の試料に適用できるようにする初の試みにチャレンジすることである.本研究では溶液にする前の固体の段階で出来るだけ大きな核偏極を作成することが望ましいために,まず,すでに我々が粉末状態での感度向上に成功しているペンタセン分子をp-ターフェニルにドープした試料において,現有の装置を用いた粉末状態の水素核磁化の最大化に取り組んだ.ドープされる試料の候補としては,ナフタレンも考えられ,実際,大きな偏極が得られているが,この試料を選んだ理由は,ナフタレンに比べてペンタセンのドープ濃度を高くすることが出来るために,室温で最終的に得られる偏極を大きくすることが出来るのではないかと考えたからである.ところが実際に検討してみると,p-ターフェニルにおいては,水素核のスピン格子緩和時間がナフタレンよりも短く,磁化の減衰が速いことが分かった.これは,192Kでの平面/非平面の構造相転移に伴う臨界揺動によるものであり,これの影響を軽減するために,中央のフェニル環を重水素化した試料を合成し用いる実験も行ったが,緩和時間はそれほど長くはならなかった.そこで,現在は,ナフタレン/ペンタセンの単結晶試料に対し,レーザー照射により励起三重項状態を作成し,マイクロ波照射で動的核偏極を起こして,大きな水素の磁化を作り,この単結晶試料を二硫化炭素などの溶媒に速やかに溶解させ,溶質のナフタレンの水素から,核オーバーハウザー効果(NOE)による溶媒の二硫化炭素の炭素13への磁化の移動がおこるかどうか検討している.本研究の目的は,レーザー励起三重項分子の動的核偏極を用いたNMR信号の増大化の方法を,溶液状態の試料に適用できるようにする初の試みにチャレンジすることである.本研究では溶液にする前の固体の段階で出来るだけ大きな核偏極を作成することが望ましいために,まず,すでに我々が粉末状態での感度向上に成功しているペンタセン分子をp-ターフェニルにドープした試料において,現有の装置を用いた粉末状態の水素核磁化の最大化に取り組んだ.ドープされる試料の候補としては,ナフタレンも考えられ,実際,大きな偏極が得られているが,この試料を選んだ理由は,ナフタレンに比べてペンタセンのドープ濃度を高くすることが出来るために,室温で最終的に得られる偏極を大きくすることが出来るのではないかと考えたからである.ところが実際に検討してみると,p-ターフェニルにおいては,水素核のスピン格子緩和時間がナフタレンよりも短く,磁化の減衰が速いことが分かった.これは,192Kでの平面/非平面の構造相転移に伴う臨界揺動によるものであり,これの影響を軽減するために,中央のフェニル環を重水素化した試料を合成し用いる実験も行ったが,緩和時間はそれほど長くはならなかった.そこで,現在は,ナフタレン/ペンタセンの単結晶試料に対し,レーザー照射により励起三重項状態を作成し,マイクロ波照射で動的核偏極を起こして,大きな水素の磁化を作り,この単結晶試料を二硫化炭素などの溶媒に速やかに溶解させ,溶質のナフタレンの水素から,核オーバーハウザー効果(NOE)による溶媒の二硫化炭素の炭素13への磁化の移動がおこるかどうか検討している.
熱水の化学合成生態系における原始的な窒素固定細菌の生態的役割

生態系が単純である熱水化学合成微生物群集において、窒素固定細菌の働きと群集への貢献度を明らかにし、そこに存在する原始的な窒素固定細菌の生理学的性質を明らかにすることを目的とする。窒素固定生物は35億年前には出現していたとされるが、地球史上で初期に窒素固定を行なっていた微生物の研究はほとんどない。本研究で、単純な熱水生態系を使うことによって、窒素固定微生物の研究がほとんどなかった化学合成生態系における窒素固定細菌の生態的役割について解明する。
磁場の初期発生に及ぼす形態学的および細胞遺伝学的影響

Balb/c雌マウスを用いた。排卵を誘発させるために48時間間隔でPMSとHCGを投与し,翌朝膣栓の見つかったものを妊娠マウスとし,その日を妊娠第1日とした。妊娠4日目に子宮を取り出し,培養液によって子宮を洗い出し,胞胚(blastocysts)を流出させた。既知変異原としてEMS(ethylmethanesulfonate)および塩化ニッケル(NiCl_2)を用いて,磁場が複合した場合の初期胚への影響を調べた。8-chamber dishの各セルに培養液を0.8mlづつ注入し,おのおののセルに一定数(3-5個)の胞胚を分けた後にEMSあるいは塩化ニッケルを添加した。さらに,このdishを0.8Tの磁場中に30分間置き,磁場暴露を行った。暴露終了後,dishを37°C,CO2 5%の条件下で6日間培養を行い,次の2つの指標を用いて初期胚への影響を評価した。すなわち,(1)Trophoblast Outgrowth(栄養膜芽細胞の萌出;TO)の形成,(2)InnerCell Mass(内細胞塊;ICM)の形成の2つである。(2)のICMについてはさらにICMの形成なし,1層ICM,2層ICMの3段階に分類した。その結果,変異原の濃度が高くなるにつれてTOおよびICMの形成率が低下した。なかでも最も感受性の高かったのは2層ICMの形成であり,ついで1層ICM,TOの順になっていた。変異原の濃度が高くなるにつれてTOおよびICMの形成は抑制されたが,EMSの場合もNiCl_2の場合も磁場暴露群と磁場非暴露群との間に有意な差は認られなかった。また,姉妹染色分体交換(SCE)でも磁場暴露群と磁場非暴露群との間に有意な差は認められなかった。5ー10週令ICR系雌マウスに45時間の間隔でPMSとHCGを投与し、一夜雄と同居させ翌朝腟栓が見つかったものを妊娠マウスとし、その日を妊娠第1日とした。妊娠4日目にマウスから子宮を取り出し子宮の両端をカットした後、培養液によって子宮より受精卵を流出せしめた。(実験1)受精卵のうち胚盤胞となっているものを集め、培養液を満たした8ーchamberdish中に各セル5ー6個ずつ加え、既知変異原であるEMSを25、50、100μg/mlの割合で添加し、さらに0.8Tの定常磁場に30分間暴露した群と非暴露の群とを設けた。6日間炭酸がス培養器中で培養を行った後、実体顕微鏡およびノマルスキ-式微分干渉装置下で観察した。形態学的な指標としては、(1)透明帯からの孵化、(2)培養皿への着床、(3)栄養芽細胞の萌出、(4)内細胞塊の形成、の4つである。(実験2)実験1と同じ方法で採取した胚盤胞を培養液中に入れ、1Tの永久磁石の磁極間に置き、40時間培養後、姉妹染色分体交換の測定を行った。EMSの濃度が増すにつれて、上記4つの指標の到達の頻度が有意に低下するという量反応関係が磁場暴露群と非暴露群ともに認められた。しかし、暴露群と非暴露群との間に有意な差は認められなかった。また、姉妹染色分体交換についても磁場暴露群と非暴露群との間で有意な差は認められなかった。

実験1では室温で磁場へ暴露したため暴露時間を長くできなかったが、暴露時間の長さは1つの重要なファクタ-と考えられるので、今後は炭酸ガス培養器中に導入した永久磁石で磁場暴露を行って暴露時間を増やして検討を行う予定である。実験2の姉妹染色分体交換については、今後さらに既知変異原との複合影響についても検討する予定である。10-12週齢Balb/c雌マウスを用いた。排卵を誘発させるために48時間間隔でPMSとHCGを投与し、翌朝膣栓の見つかったものを妊娠マウスとし、その日を妊娠第1日とした。妊娠4日目に子宮を取り出し、培養液によって子宮を洗い出し、胞胚(blastocysts)を流出させた。(実験1)既知変異原である塩化ニッケル(NiCl_2)の初期胚への影響を調べるため、8-chamber dishの各セルに培養液を0.8mlづつ注入し、おのおののセルに一定数(3-5個)の胞胚を分けた後に塩化ニッケルを0(control),0.8,1.6,3.2,6.5,13.0,26.0μg/mlの濃度で添加した。このdishを37°C,CO_25%の条件下で6日間培養を行い、次の2つの指標を用いて初期胚への影響を評価した。すなわち、(1)Trophoblast Outgrowth(栄養膜芽細胞の萌出;TO)の形成、(2)InnerCell Mass(内細胞塊;ICM)の形成の2つである。(2)の内細胞塊についてはさらにICMの形成なし、1層ICM、2層ICMの3段階に分類した。(実験2)つぎに、塩化ニッケルと磁場との複合影響を実験1と同様の方法で検討した。ただし、塩化ニッケルの濃度は、0.2,0.8,3.2μg/mlを添加し、その後磁場は実験用電磁石による0.8T(テスラ)の磁場に30分間暴露させた。実験1の結果、NiCl_2の濃度が高くなるにつれてTOおよびICMの形成率が低下した。なかでも最も感受性の高かったのは2層ICMの形成であり、ついで1層ICM,TOの順になっていた。実験2では実験1と同様にNiCl_2の濃度が高くなるにつれてTOおよびICMの形成は抑制されたが、磁場暴露群と磁場非暴露群との間に有意な差は認められなかった。
ナノ構造誘起物性の制御と新機能シリコンデバイス

量子サイズのシリコンで生じる機能について基礎と応用の検討を行い、以下の成果を得た。(1)可視発光:高効率・高安定の赤・青色発光を実現し、青色発光が減衰時間の長い燐光を示すことを見いだした。関連して、光導電におけるキャリア増倍効果を観測した。(2)弾道電子放出:真空中で並列電子線露光および超高感度撮像、気体中でXe分子の直接励起による真空紫外光発生、溶液中で水素生成および固体薄膜堆積、への応用可能性を明らかにした。(3)超音波放出:デジタル駆動を適用し、オーディオ帯でも小型・薄型のスピーカーとして動作する見通しを得た。また、本素子が小動物の超音波交信機構の研究手段に有効であることを確認した。量子サイズナノ結晶シリコンにおいて生じる特異な光電子物性を探索し、その制御と特性向上を通じて素子化に発展させる。対象とする主な物性と研究課題を以下に示す。(1)可視発光-PL発光特性の高効率化・高安定化と波長制御を実現し、得られたPL発光試料について、偏光メモリや光増幅能を明らかにする。また、その結果をEL素子の開発に生かす。(2)弾道電子効果-弾道輸送機構の解析とデバイス化に重点を置き、ナノドット構造の弾道走行効果を動特性などにより検証する。とともに、真空、気体、溶液に弾道素子の概念設計を行う。(3)超音波放出-について、特性向上とデバイス化の基礎検討を行う。それぞれの主要量子サイズのシリコンで生じる機能について基礎と応用の検討を行い、以下の成果を得た。「量子サイズにまで微細化したシリコンの光・電子・音響機能の制御と解析」に重点をおき、発光、弾道電子放出、超音波放出の各特性について、基礎物性の解析を通じて特性を向上させる検討を行った。研究項目と主な成果を以下に示す。(1)発光特性:ナノ構造シリコンに導入した高圧水蒸気アニール(HWA)により、高品質の表面酸化が進行し、低温プロセスにもかかわらず、非発光再結合欠陥の少ない表面終端が形成される。その結果、PL効率を著しく向上できた。また、HWA後に残存するnc-Si表面のダングリングボンドを表面修飾法によりSi-C共有結合で終端することで、PL効率はさらに向上することがFTIR解析などから確認された。技術的に重要なEL素子においても,HWA処理は動作の長期安定性の向上にきわめて有効であることがわかった。(2)弾道電子エミッタ:低真空だけでなく空気中での動作を新たに確認し、本素子が負イオン源として機能することを示した。そのさい、急速熱酸化、HWA、表面修飾の併用によって動作寿命がのびる、一定時間の休止により特性が回復する、などがわかった。また、この動作モードは空気中での潜像形成などに応用できることを実験的に裏付けた。(3)音響機能:量子化シリコンに特有の熱誘起音波発生効果について、音圧出力効率、周波数特性などの面からその特質を実験的に明らかにした。これを生かして、高機能超音波スピーカー,高信頼性3次元空中センサ,非接触アクチュエータなどへの有用性に加え、新たに動物音声再生として応用可能であることを示した。具体的な適用例として、マウスが発する超音波音声を本素子で擬似発生することを試み、音圧・周波数の時間依存性とスペクトログラムマッピングにおいて高い類似度で再生が可能であることを実証した。量子サイズにまで微細化したナノシリコンにおいて生じる可視発光、弾道電子放出、超音波放出について、特性向上とデバイス化の基礎検討を行った。研究項目毎の成果を以下に示す。(1)発光特性:ナノ構造シリコンに導入した高圧水蒸気アニール(HWA)の条件制御により、従来の赤色発光とは別に、安定な青色発光が得られることを見いだした。この効果を、PLにおいて励起光の偏光がどの程度メモリされるかという点から分光解析し、赤色発光はナノドット内の励起子に、青色発光は表面酸化膜に起因することを明らかにした。またHWAにより発光効率を高めた試料にレーザー色素を含浸させたナノコンポジットを作製してPLの偏光メモリ効果の解析を行い、ナノドットにおけるエネルギー伝達過程の存在を実証した。(2)弾道電子放出:従来の真空中応用に加えて、大気圧ガス中での動作性能を確認した。また表面の疎水化処理を追加し、当初の計画を越えて、純水などの液体中での動作にまで研究を展開させた。水溶液中では、電気分解で必要な対向電極や電解質なしにH^+を還元し、H_2のみを生成する。この効果は、水素生成と同時に溶液のpH値や水素溶存量の増大をともない、多様な応用につながることが判明した。(3)音響機能:ナノシリコンの熱誘起音波発生について、その特質を出力効率、指向性、周波数特性、インパルス応答などの点から総合的に明らかにした。

これに基づき、先に報告した3次元空中センサ、非接触アクチュエータの他に、小動物の超音波交信機構の解析、任意波長での超音波指向性制御、デジタルスピーカーなど、従来の圧電素子では困難であった新規応用の方向を定めることができた。量子サイズナノ結晶シリコンにおいて生じる可視発光、弾道電子放出、超音波放出について、特性向上とデバイス化の基礎検討を行った。研究項目毎の主な成果を以下に示す。(1)発光特性:導入した高圧水蒸気アニール(HWA)の条件制御により、PL発光波長を赤色だけでなく青色帯にまで制御した。それぞれの発光特性を温度依存性、励起強度依存性、励起光の偏光メモリ性などの点からくわしく解析し、発光起源の違いを明らかにした。また、表面修飾処理により多層膜DBRミラー装荷光共振器の長期安定性を飛躍的に改善した。さらにナノシリコンダイオードの光導電特性を測定し、バンドギャップワイドニングによる可視域感度を確認した。(2)弾道電子放出:真空中応用では、並列EB露光への適用を試み、約30nm幅のパターン形成を実現した。また、エミッタを微細アレイ化した素子で超高感度撮像への応用可能性を確認した。また気体中ではXe分子の直接励起・緩和により、電離放電なしで真空紫外光が可能であることを示した。さらに溶液中では、純水、酸性、アルカリ性、生理食塩水に対象を広げ、溶液の種類によらず、電子放出時には素子表面で水素のみが発生し、pHや水素溶存量の制御への利用可能性を明らかにした(3)音響機能:ディジタル駆動方式を導入し、スピーカーとしての広帯域化と高効率化が同時に達成できることを実証した。また同一素子から音と光を放出する機能集積の動作を確認した。さらに、アレイ化素子の位相制御駆動によって、音波の指向性・集束性を変化できることを示した。量子サイズナノ結晶シリコンにおいて生じる可視発光、弾道電子放出、超音波放出について、プロセス技術、特性制御、デバイス化の基礎検討を行った。(1)可視発光:前年度までに開発したナノ構造形成技術、表面酸化・アニール技術をさらに発展させて、バンドギャップ拡大による発光の短波長化を図り、高効率で安定な青色発光を得た。また、この青色発光が従来とは異なる顕著な燐光性を示し、ドープした色素分子や希土類元素への光エネルギー伝達に利用できることを見いだした。関連した光機能としてナノ結晶シリコンダイオードの光導電特性を測定し、印加電界によって光キャリアの雪崩増倍効果が生じることを確認した。(2)弾道電子放出:真空中では、並列電子ビーム露光および超高感度撮像への応用検討を進め、それぞれ、3mm角の大面積基板における一括露光、画素プローブが可能なレベルまでの放出電流向上、を実現した。気体中では、Xe分子の直接励起による真空紫外光発生の効率を向上させた。さらに溶液中では、弾道電子の強い還元力が水素生成だけでなく、固体薄膜堆積にも応用できることを明らかにした。(3)超音波放出:周波数応答の平坦さを最大限に利用すべく、前年度より高いサンプリング周波数によるデジタル駆動を適用し、オーディオ帯でも小型・薄型のスピーカーとして動作する見通しを得た。また、小型化した本超音波エミッタを小動物の音声交信機構を研究する手段に用い、従来は困難であった複雑な超音波交信の解析に有効であることを確認した。
情報エンハンスメント法とその応用

本研究では、ニューラルネットワーク(特に競合学習)が学習によって獲得した内部表現を明確に解釈する新しい方法を提案した。この解釈とは、ニューラルネットワークのすべての構成要素・要素結合の意味と機能を理解すると考える。また自然神経回路の知見により内部表現を設定し学習モデルを作成する研究も視野に入れた。研究の結果、自己組織化マップへ応用した場合、明確な特徴を抽出することができることがわかった。さらにニューロンの社会化などの新しいモデルを作る研究とつながることもわかった。本研究では、ニューラルネットワーク(特に競合学習)が学習によって獲得した内部表現を明確に解釈する新しい方法を提案することを目的とした。2009年度の研究内容は、次の3項目に要約できる、すなわち、ネットワーク構成要素のエンハンスメントの可能性、自己組織化マップへの応用である。まず、エンハンスメントの可能性を多くの実験によって例証できた。情報エンハンスメントは、入力パターンについての相互情報量を考え、ある特定の要素に注意をおき、この時の情報量の変化を見ることによって内部表現を理解する方法である。要素として入力ユニット、競合ユニット、および入力パターンを考え、これらの重要性は、情報エンハンスメント法によって明確に測定できることがわかった。次に、自己組織化マップに応用した場合に、測定された重要性を考慮し学習した場合、明確なクラスの境界線が表現できることがわかった。自己組織化マップは視覚化のツールとして広く用いられるようになってきている。しかし、必ずしも常に人間にとってわかりやすいマップが得られるとは限らない。エンハンスメント法を用いることによって、各構成要素の重要性を考慮したマップを生成できることが分かった。これは、より理解しやすい自己組織化マップを作ることに寄与すると考える。2009年度は、情報エンハンスメント法が実際の問題に応用できる可能性があることを多くの例を通して実証することができたと考える本研究では、ニューラルネットワーク(特に競合学習)が学習によって獲得した内部表現を明確に解釈する新しい方法を提案することを目的とした。2010年度の研究内容は、次の3項目に要約できる、すなわち、エンハンスメント法の変数選択への応用、成長型ネットワークへの応用、そして、エンハンスト法による結果のより正確な評価である。まず、エンハンスメント法の変数選択への応用である。特定の変数に注意を向ける、すなわち、ある変数をエンハンスすることによって生ずる相互情報量の変化を見ることによって、その変数の重要性を測定することができる。得られた重要な変数は、実際に学習する際に大きな役割を果たすが実験によって確かめられた。次に、エンハンスト法の成長型ネットワークへの応用である。成長型ネットワークでは、最小構成のネットワークからスタートし、次第にその複雑さを増して行く。エンハンスメント法を導入すると、最も重要なユニットで構成されているネットワークからスタートし、重要性の高い順番にユニットをに付加させることができる。得られたネットワークは、通常のネットワークより高い能力を示した。最後に、エンハンストメント法による結果の厳格な評価である。これまでは、評価には伝統的な評価測度を用いており、従来の方法との差異を明確にすることが困難であった。本年は、最新の評価尺度、たとえばtrustworthinessとcontinuity等を導入し、エンハンスメント法の結果をよりよく評価することが可能となった。2011年度の研究内容は、次の3項目に要約できる。より解釈しやすい内部表現の生成、ニューロンの社会化、そして教師付き学習への拡張である。まず、より解釈しやすい内部表現を説明する。データが複雑になった場合、情報エンハンスメント法によって得られた内部表現は、理解しにくいことがあった。そこで、より解釈しやすい、より特徴を持った内部表現を生成する研究を行った。たとえば、多くのニューロンが共有する特徴をより強化する方法により解釈しやすい表現を作る研究をおこなった。次に、ニューロンの社会化である。解釈しやすい表現の研究を通して、ニューロンの個性を考慮する方法の必要性を感じた。ニューロンの個性(個別的特徴)とニューロン集団の特徴の抽出と相互作用の研究の必要性である。そこで、ニューロンの個別的特徴と集団的特徴をいかにして分離するかの研究をおこなった。この分離がある程度可能であることを確かめた。さらに、個別ニューロンと集団としてニューロン相互作用の研究にも着手した。最後に、方法の教師付き学習への拡張である。これまでの研究はすべて教師無し学習を対象としていた。このため応用の範囲が限定されていた。本年度は、教師付き学習も含めてより一般的なニューラルネットワークに適用できる方法へと拡張した。

2011年度の研究を通して、情報エンハンスメント方法は、ニューラルネットワークの学習結果を理解するためには有効であることがわかった。しかし、よりエンハンストしやすい内部表現を作ることが必須であることもわかった.
PETによるアデノシン受容体のドパミン調節機構と抗パーキンソン病薬副作用の関係

アデノシンA_<2A>受容体はドパミンD_2受容体と相反する作用がある。私たちは11C-TMSX PETによりヒトでのアデノシンA_<2A>受容体画像化を実現した。本研究では、抗パーキンソン病薬の副作用の一つ、ジスキネジアとアデノシンA_<2A>受容体分布の関係を調べた。パーキンソン病では症状の左右差の緩和にアデノシンA_<2A>受容体が関与するが、抗パーキンソン病薬投与により増加し、ジスキネジア例でさらに増加していることがわかった。アデノシンA_1受容体はドパミンD_1受容体と、アデノシンA_2A受容体はドパミンD_2受容体と相反する作用がある。現在ドパミンD_2受容体刺激剤が抗パーキンソン病薬の主流であるが、最近アデノシンA_2A受容体拮抗薬が開発され、新しい抗パーキンソン病薬として注目を集めている。また、MPTPサルの実験やパーキンソン病の剖検脳の検討で、ジスキネジア例でアデノシンA_2A受容体が増加していることが明らかにされた。パーキンソン病の病態や薬物療法の副作用に、ドパミン系だけでなく、アデノシン系も重要な役割を担っていると考えられる。本研究の目的は、治療後のパーキンソン病におけるアデノシンA_1およびA_<2A>受容体を調べることにより、ジスキネジア・睡眠発作・幻覚など、抗パーキンソン病薬の副作用とアデノシン受容体の関係を明らかにすることである。本年度は、5例のジスキネジアを伴うパーキンソン病患者において、アデノシンA_<2A>受容体を画像化する、^<11>C-TMSX PETを実施した。来年度以降症例をさらに蓄積する。睡眠発作例については適切な症例がいなかった。ドパミンアゴニストを継続することにより睡眠発作を認める状態をPET実施まで保持するは、倫理的に問題がある症例が多かったためである。来年度以降は、睡眠発作例に限定せず、日中の眠気が強い症例に対象を拡大する予定である。アデノシンA_1受容体については、6例の未治療のパーキンソン病患者において^<11>C-MPDX PETを実施した。こちらも来年度症例を追加し、論文を作成する予定である。アデノシンA_1受容体はドパミンD_1受容体と、アデノシンA_<2A>受容体はドパミンD_2受容体と相反する作用がある。現在ドパミンD2受容体刺激剤が抗パーキンソン病薬の主流であるが、最近アデノシンA_<2A>受容体拮抗薬が開発され、治験が実施された。また、MPTPサルの実験やパーキンソン病の剖検脳の検討で、ジスキネジア例でアデノシンA_<2A>受容体が増加していることが明らかにされた。本研究の目的は、治療後のパーキンソン病におけるアデノシンA_1およびA_<2A>受容体を調べることにより、ジスキネジア・睡眠発作・幻覚など、抗パーキンソン病薬の副作用とアデノシン受容体の関係を明らかにすることであった。学会などでの議論の中で、アデノシンA_<2A>受容体を画像化する^<11>C-TMSX PETの再現性が問題となった。治療による変化を見るにあたり、受容体の変化なのか検査値の誤差なのかを明らかにすべきであった。そこで健常者6例において^<11>C-TMSX PETを同じ条件で2回実施、^<11>C-TMSX PETの再現性を確認した。検査は全て終了し現在動態解析中である。アデノシンA_1受容体を画像化する^<11>C-MPDX PETについても動態解析について再検討、より安定した動態解析ができる手法が見つかる見込みとなった。来年度はこれらを元に、パーキンソン病患者のデータを収集し、学会報告や論文を完成させる予定である。アデノシンA_<2A>受容体はドパミンD_2受容体と相反する作用があり、アデノシンA_<2A>受容体拮抗薬は新しい抗パーキンソン病薬として注目されている。東京都老人総合研究所は放射性薬剤^<11>C-TMSXを開発、世界に先駆けPETによるヒトでのアデノシンA_<2A>受容体の画像化に成功した(Mishina M et al., Synapse 2007)。科学研究費補助金基盤研究(C)17590901ではこれをパーキンソン病に応用、未治療パーキンソン病において、被殻アデノシンA_<2A>受容体は軽症側より重症側で低下していることを見いだした。

また、抗パーキンソン病薬を投与すると、被殻アデノシンA_<2A>受容体分布が増加することが明らかになった。これらをふまえ、本研究では、抗パーキンソン病薬の副作用の一つ、ジスキネジアとアデノシンA_<2A>受容体分布の関係を調べた。被殻アデノシンA_<2A>受容体分布は、健常者と未治療パーキンソン病では有意差を認めなかった。しかし、PETが実施可能な軽症ジスキネジア例でも、健常者に比べ有意に増加していることがわかった。以上より、パーキンソン病ではドパミン分泌低下の代償としてアデノシンA_<2A>受容体が減少するが、抗パーキンソン病薬投与により増加し、さらに副作用のジスキネジア発現に関与することがわかった。これらの成果は、国内外の学会で報告するとともに、PLoS ONEより論文を出版した(Mishina M et al., PLoS ONE 2011)。
船舶操縦におけるチームオペレーションの安全性評価手法に関する研究

本研究は、船舶操縦をチーム・オペレーションとして捉え直し、操船のタスクと構造、機能配置について調査・解析をおこなった。船舶運航におけるチーム・オペレーションの代表例である(1)船舶-船舶間のチーム・オペレーション(出入港時の複数の曳船を伴うパイロット・チームによる操船)と(2)船舶-陸上間のチーム・オペレーション(陸上と船舶操船者のチームによる操船)に着目して研究を行い、有用なチーム・オペレーション情報支援法についても検討した。(1)船舶-船舶間に関するチーム・オペレーションに関する研究と成果出入港時の複数の曳船を伴うパイロット・チームによる操船に関する調査・実験・解析を行い、有用な曳船オペレーション情報支援法も提案した。研究項目と得られた知見は以下の通りである。・3隻以上の曳船利用操船局面における操船者の多入力多出力特性の調査・曳船利用操船局面における操船支援システムの開発・操船上必要となる情報を統合化した情報表示装置の開発以上より、曳船利用操船における複雑な情報処理と曳船指令操作が操船者の負担となっている。情報処理と曳船指令操作を代替する操船支援システムを開発し、曳船を利用した操船作業における運航効率と安全性の両者を改善することが確認された。(2)船舶-陸上間のチーム・オペレーションに関する研究と成果出入港時の陸上と船舶操船者のチーム・オペレーションによる操船に関する基礎的研究として、操船者が必要とする支援について調査・実験・解析を行い、有用な出入港オペレーション情報支援法も提案した。研究項目と得られた知見は以下のとおりである。・熟練操船者の操船パターンに基づく標準的操縦計画法・標準的操船計画を自動生成する出入港操船計画システム・運航状態にある操船者に標準的操船計画をリアルタイムで提供する操船支援システムの開発・出入港操船計画自動化システムと操船支援システムの評価以上より、出入港操船計画システムが自動生成する標準的操船計画を、運航状態にある操船者にリアルタイムで提供する操船支援システムは、出入港操船等の操船局面において、効率と安全性の両面に効果的であることが確認された。本研究は、船舶操縦をチーム・オペレーションとして捉え直し、操船のタスクと構造、機能配置について調査・解析することにより、船舶操縦におけるチーム・オペレーションとしての安全性評価手法の開発を目指すものである。具体的には、船舶操縦において求められるチーム・オペレーションを抽出し、下記3種類に分類し、・船舶内のチームオペレーション:輻輳海域及び出入港における船橋内チームによる操船・船舶-船舶間のチームオペレーション:出入港時の複数の曳船を伴うパイロット・チームによる操船・船舶-陸上間のチームオペレーション:遠隔支援を行う陸上オペレータと船舶操船者のチームによる操船チームオペレーションの視点から、これらの船舶操縦局面毎にタスクと構造の調査と分析を行い、機能の安全への感度と機能配置法を求め、チーム・オペレーション下の船舶操縦の安全性評価手法として統合化するものである。主たる調査・検証手段として実務操船者を被験者とした大型操船シミュレータによるシミュレータ実験、練習船による実船実験を実施し、現実の船舶操縦との対応を確保した適用可能性の高い安全評価手法の確立を目標としている。本年度は船舶-船舶間に関するチームオペレーションに関する調査、分析、実験を行うとともに曳船使用時の支援システムのプロタイプを作成した。以下に本年度の研究より得られた成果の概要を示す。1.操船者が複数の運動を同時に制御目標とする必要がある操船場面においては、使用する曳船の選定及びその制御量の決定が困難となる。

2.操船目標に対する偏差を修正するために用いる曳船隻数が3隻以上となる操船場面においては操船者が操船目標に対して有効に活用することができないと考えられる。3.曳船を利用した操船状況における操船者特性に基づいて支援システムの開発を行った。来年度以降は支援システムの検証とともに船舶-陸上間のチームオペレーションについて調査・分析を行う。体研究は、船舶操縦をチーム・オペレーションとして捉え、船舶操縦のタスクと構造において調査・解析することにより、船舶操縦におけるチーム・オペレーションとしての安全性評価手法の開発を目指すものである。本年度は船舶-船舶間に関するチームオペレーション、具体的には出入港時の複数の曳船を伴うパイロット・チームによる操船を調査、分析対象とした。本年度は昨年プロタイプして開発を行った曳船使用時の支援システムの改良及びその有効性について調査を行った。1)実際の操船場面への適応を考え,指令に対するタグボートの実行遅れの影響とタグボートの出力上の制限を考慮した制御量補正方法を考案しコントローラに組み込んだ。2)操船上必要となる情報を統合化し,操船者に提供する情報表示装置の開発を行なった。曳船を利用した操船をおこなう場合に,操船者の負担となっているものは,情報処理と複数の洩船制御を同時に実行することである。それは,目的の運動が複雑なものになるほどその度合いは増す。開発を行なった支援システムは、操船上必要となる情報処理と曳船に関する指令操作から操船者を開放することで負担の軽減を行った。支援システムを用いることで操船に要する時間は短縮され,その精度は向上する。これ沈は曳船を利用した操船作業における運航効率と安全性の両者を改善することにつながる結果が得られた。来年度は,この支援システムをより効果的なものとするために,船舶-陸上間のチームオペレーションについて調査・分析を行うと供にこれまでの研究結果を統合し安全性評価手法の提案及び検証を行う。本年度は、船舶-陸上間のチームオペレーションの基となる運航者が必要とする支援に関する基礎的な研究を行った。実施した研究項目と概要は以下の通りである。1.熟練操船者の操船パターンに基づく標準的操縦計画法出入港操船の実態に関する解析・検討、熟練操船者のアンケート調査、操船計画立案と操船シミュレータ実験などから、標準的な操縦計画の元となる内航小型船舶の出入港操船に共通する操船パターンを、操作量も含め、具体的に明らかにし、標準的な操船パターンを実現するための操縦計画法、即ち、針路、速力制御からなる一連の操船内容を決定する方法についても検討した。2.標準的操船計画を自動生成する出入港操船計画システム操船計画の自動化に必要な要素であるデータベースの種類と内容、ルート計画と操縦計画の手順と処理の内容等について検討を行い、操船計画自動化システムを開発した。
光音響法による不透明多層膜厚計測技術に関する研究

近年、多様な材質の多層膜厚を非接触で計測する技術の確立が望まれている。我々は、多様な材質の膜厚を光学的に非接触で計測する手法として光熱変換効果に基づく方式を提案している。本手法では、試料表面をナノ秒パルスレーザで照射し、デルタ関数的に光熱変換効果を生じさせることにより数百MHz帯域までの多様な周波数を有する弾性波を一度に励起させる。この励起された多様な周波数の弾性波の内、音響インピーダンス界面間の共振現象により膜厚に応じた周波数成分のみが選択的に残る。この共振周波数を光学的な非接触高感度変位計測手法で検出し、膜厚を算出する。つまり本手法は、光を吸収する材質ならば膜厚を非接触で計測することが可能となる。我々は、多様な材質へ適用するために、ナノ秒パルスレーザとして極短紫外線であるArFエキシマレーザ(波長:193nm、パルス幅:10nsec。)を用いることにした。ArFエキシマレーザは、フッ化カルシュームなど特定な材質を除いては、可視光領域では透明な素材であっても最表面層で大半の光エネルギーが吸収される。つまり、液晶ディスプレイのガラス基板のように厚みが1mm程度と厚く、薄膜干渉では計測不可能であった厚い膜厚も計測可能となる。我々はこれまで、単層膜の非接触膜厚計測技術を確立してきた。しかし、実際の製品レベルにおいては単層膜だけでなく多種多様な材質をコーティングした機能性多層膜の検査技術が必要である。本手法では、パルスレーザ照射により生じる弾性波の膜厚に応じた共振周波数から膜厚を算出する。そのため、多層膜においても各層の膜厚に応じた共振周波数を分離して検出することにより各層の膜厚を算出することができる。ここで、各層の共振周波数は隣接する層の相対的な音響インピーダンス差に起因する共振モードを解析することで求まる。我々は,多様な材質の膜厚を光学的に非接触で計測する手法として光熱変換効果に基づく方式を提案した.本手法では,試料表面をナノ秒パルスレーザで照射し,デルタ関数的に光熱変換効果を生じさせることにより数百MHz帯域までの多様な周波数を有する弾性波を一度に励起させ膜厚に応じた周波数成分のみが選択的に残る.我々は,多様な材質へ適用するために,ナノ秒パルスレーザとして極短紫外線であるArFエキシマレーザ(波長:193nm,パルス幅:10nsec.)を用いることにした.ArFエキシマレーザは,フッ化カルシュームなど特定な材質を除いては,可視光領域では透明な素材であっても最表面層で大半の光エネルギーが吸収される.また,共振周波数検出手法には多様な材質への適用の観点から,光学的平坦度が保証されない機械加工面程度の面粗さを有する表面への対応能力が必要となる.そこで,粗面に対応したMHz帯域の高周波高感度変位計測手法として,試料面と参照鏡双方の前面に対物レンズを配置した集光型のトワイマングリーン干渉計を構築した.また,微小な変位だけではなくμmオーダーの大きな変位も検出する必要がある.そこで,共焦点変位計としての性質も併せ持つ高感度長ストローク粗面振動計測手法を考案した.本年度は,光音響効果による厚さに応じた共振波発生の原理確認実験結果と,粗面の高周波高感度長ストローク粗面振動計測手法の評価を行った.膜厚1.0mmのアルミニウム圧延板を用いた粗面の高周波非接触振動計測実験では,共振周波数3.1MHzを検出し,膜厚1.035mmを非接触で計測できることを実証した.

今後,二つの検出器を用いて弾性波の到達時間差から計測対象ごとに音速を同時計測し,膜厚計測精度の向上を目指す.また,音響インピーダンスと共振モードの関係を解析することで多層膜厚計測に展開する.我々は,多様な材質の膜厚を光学的に非接触で計測する手法として光熱変換効果に基づく方式を提案した.本手法では,試料表面をナノ秒パルスレーザで照射し,デルタ関数的に光熱変換効果を生じさせることにより数百MHz帯域までの多様な周波数を有する弾性波を一度に励起させ膜厚に応じた周波数成分のみが選択的に残る.我々は,多様な材質へ適用するために,ナノ秒パルスレーザとして極短紫外線であるArFエキシマレーザ(波長:193nm,パルス幅:10nsec.)を用いることにした.ArFエキシマレーザは,フッ化カルシュームなど特定な材質を除いては,可視光領域では透明な素材であっても最表面層で大半の光エネルギーが吸収される.また,共振周波数検出手法には多様な材質への適用の観点から,光学的平坦度が保証されない機械加工面程度の面粗さを有する表面への対応能力が必要となる.そこで,粗面に対応したMHz帯域の高周波高感度変位計測手法として,試料面と参照鏡双方の前面に対物レンズを配置した集光型のトワイマングリーン干渉計を構築した.また,微小な変位だけではなくμmオーダーの大きな変位も検出する必要がある.そこで,共焦点変位計としての性質も併せ持つ高感度長ストローク粗面振動計測手法を考案した.本年度は,二つの検出器を用いて弾性波の到達時間差から計測対象ごとに音速を同時計測し,膜厚計測精度を向上させた.これらの成果をまとめた論文により、精密工学会沼田記念論文賞「光熱変換効果による不透明多層膜厚計測技術(第1報)-単層膜を用いた共振波計測と粗面の高周波非接触計測技術」を受賞するにいたった。今後,音響インピーダンスと共振モードの関係を解析することで多層膜厚計測に展開する.我々は、多様な材質の膜厚を光学的に非接触で計測する手法として光熱変換効果に基づく方式を提案した。本手法では、試料表面をナノ秒パルスレーザで照射し、デルタ関数的に光熱変換効果を生じさせることにより数百MHz帯域までの多様な周波数を有する弾性波を一度に励起させ膜厚に応じた周波数成分のみが選択的に残る。我々は、多様な材質へ適用するために、ナノ秒パルスレーザとして極短紫外線であるArFエキシマレーザ(波長:193nm、パルス幅:10nsec.)を用いた。ArFエキシマレーザは、フッ化カルシュームなど特定な材質を除いては、可視光領域では透明な素材であっても最表面層で大半の光エネルギーが吸収される。また、粗面に対応したMHz帯域の高周波高感度変位計測手法として、試料面と参照鏡双方の前面に対物レンズを配置した集光型のトワイマングリーン干渉計を構築した。本年度は、これらの技術を更に多層膜計測技術へ拡張した。まず、各層の音響インピーダンスの相対関係から、各界面での波形を自由端として扱うのか固定端として扱うべきかを定式化した。また、得られた周波数は、各層の膜内のみで共振する基本共振モードと複数の層をまたがって共振する複数膜共振モードが存在すると考えられる。そこで、検出された周波数から基本共振モードの周波数のみを抽出し、各膜の膜厚を個別に算出するアルゴリズムを構築した。また、間隔のわかった複数の点での振動計測を行い、その到達時間の差から各膜内に於ける音速を同時計測することにより高精度化を達成した。
超スマート社会を支える高機能な軽量パケットフィルタの開発

パケットフィルタは,不正な通信をブロックするネットワークセキュリティの基本的な手段である。暗号化技術が普及し,本来の通信内容が隠ぺいされて不正な通信がユーザの端末に直接届いてしまう。省電力が要求されるスマートフォン等のモバイル機器では,高性能な専用ハードウェアのフィルタを実装できず,ソフトウェアのフィルタを実装する。政府が提唱する超スマート社会では,あらゆる人とモノがネットワークにつながる社会の実現を目指しているが,既存の技術では,高度なサイバー攻撃や高速通信に十分対抗できない。本研究課題では,モバイル端末にも搭載可能な高性能かつ軽量なフィルタ技術の開発に取り組む。
セロトニンの抗グリア細胞死作用に関する神経生物学的研究

セロトニンは中枢神経系における主要な神経伝達物質の1つであるが、近年神経細胞のみならず、グリア細胞にもその受容体が存在することが明らかにされた。しかし、その意義については全く不明である。私達は、クローン化C6グリオーマ細胞にグルタミン酸を添加すると遅延型の細胞死が招来することを報告してきた。更にこのin vitro実験系にセロトニン(100μM)を添加すると、この遅延型細胞死が抑制されることを見い出した。セロトニンの最小有効濃度は35μMであった。その拮抗薬・類似体の使用により、このセロトニンの抗細胞死作用は5-HT_<1A>サブタイプに属するレセプターを介した現象であると結論された。セロトニンの抗細胞死作用に伴い、LDHの放出や細胞膜脂質過酸化がほぼ完全に抑えられていた。又、細胞内グルタチオン(GSH)の濃度はセロトニン共存下でもグルタミン酸添加により著名に減少していたことより、セロトニンの抗細胞死作用はグルタミン酸によるGSH濃度の減少に抑えるのではなく、GSH減少による酸化的ストレス自身あるいはその産物を抑制、すなわち抗酸化作用によるものであることが判明した。次いで、in vivo実験系として、神経網膜グリア細胞に対して、グリア毒であるアミノアジピン酸を用いて同様な実験を行なった所、やはりセロトニンにより脂質過酸化物の生成が有意に抑えられた。現在電気生理学的実験を施行しており、データ取得およびその分析のためデーターレコーダー、パソコンを購入して解析を行なっている所である。以上から、in vitro、in vivo両系においてもセロトニンのレセプターを介した全く新しい抗グリア細胞死作用(抗酸化作用)がほぼ確認できた。今後更にこの抗酸化作用の分子機序を明らかにしたい。
計算機によるK3曲面の研究

計算機に実装した格子に対するアルゴリズムを用いて,K3曲面および関連する代数多様体のいくつかの幾何学的帰結を導いた.(1)一般化されたBorcherds-Kondoの方法により,いくつかの特異K3曲面の自己同型群の有限生成系を求めた.(2)標数5におけるArtin不変量が1の超特異K3曲面の興味深い射影モデルをいくつか求めた.(桂利行,金銅誠之との共同研究)(3)実験により超特異K3曲面は常に既約Salem型の自己同型をもつという予想を提出した.(4) Fermat多様体の部分線形空間の位相クラスにより生成される部分加群の組合せ論的記述を与えた.(A.Degtyerevとの共同研究)K3曲面の自己同型群を計算する計算機プログラムの実装を完了し,いくつかのK3曲面に対して適用した.その結果,従来の方法では取り扱えなかった特異K3曲面,すなわち超越格子のグラム行列がそれぞれ[[2,1],[1,6]], [[4,1],[1,4]]および[[2,0],[0,8]]となる3つの特異K3曲面に対して,その自己同型群の生成元を書き下すことに成功した.また,従来の方法が適用できる特異K3曲面に対しては,きわめて短時間で計算結果を得ることができることを確認した.さらに標数5でアルティン不変量が1の超特異K3曲面に適用することにより,この曲面の射影モデルで巨大な射影的自己同型群を持つものを3つ構成し,その幾何学的性質と相互の関連を調べた.特に,6個の(16)_6型配置をなす96本の有理曲線を,このK3曲面のクンマー曲面モデル上に明示的に構成した.この射影モデルの研究の過程において,重要な強正則グラフであるHoffman-SingletonグラフおよびHigman-Simsグラフを代数幾何学的に構成することに成功した.また,Ballico-Hefez曲線との関連をしらべ,標数3および5においてアルティン不変量が1の超特異K3曲面Ballico-Hefez曲線を分岐曲線とする射影平面の巡回被覆をして得られることを示した.複素K3曲面であるフェルマー4次曲面においては,直線のクラスが中間次元の整数係数ホモロジー群において生成する部分加群は原始的である.この結果は任意の次数のフェルマー曲面に対して拡張されている.この事実を高次元のフェルマー多様体に対しても拡張することを試み,いくつかの部分的結果を得た.(1) K3曲面の自己同型を計算するアルゴリズムをもちいて6次の交代群がシンプレクティックに作用する3つの特異K3曲面の全自己同型群を計算した.(2)偶数次元の複素Fermat超曲面の中間次元の整数係数コホモロジー群において,線形部分空間のクラスの生成する部分加群のprimitivityを判定する組合せ論的条件を見いだし,いくつかの次元と次数にたいしてグレブナー基底を用いてprimitivityを証明した.(A. Degtyarevとの共同研究)(3)標数が奇素数の代数閉体上定義された超特異K3曲面において,射影平面の2重被覆から得られる位数2の自己同型をrandomに生成する方法を発見し,ネロン・セヴェリ格子への作用の特性多項式が既約なSalem多項式となる自己同型の存在を標数が7919以下の場合に確認した.任意の奇素数においてこのような自己同型が存在することが期待される.(4) Borcherds, Conway, Parker, Queen, SloaneによるLeech格子のholesの合同類の完全な分類を応用して,simple Borcherds typeと呼ばれるK3曲面のクラスに対し,与えられた次数dをもつnef直線束を自己同型を法として分類するときのeffectiveなboundを与えた.格子簡約基底(LLL基底)を用いて格子理論に関するアルゴリズムを再実装し,これまで得られた計算結果の検証を行った.この結果,種々のアルゴリズムの速度が劇的に向上した.特に,K3曲面の自己同型群の生成系をもとめる一般化されたBorcherds-金銅の計算速度が向上した.この計算機プログラムを用いて,いくつかの新しいK3曲面およびエンリケス曲面の自己同型群とnef coneにおける基本領域を求めることに成功した.また,以前に得られていた,複素楕円K3曲面の組合せ論的データのリストを精密化した.Degtyarev教授および塩田徹治教授と,非特異な4次曲面上にのることのできる直線の本数について共同研究を行った.その結果,複素フェルマー4次曲面(48本しか直線を含まない)は,56本の直線を含む非特異4次曲面を別の射影モデルを持つ事を発見し,この2つの射影モデルの間の同型射を明示的に書き下した.さらに,この56本の直線を含む非特異4次曲面の正標数における還元を詳しく調べた.計算機に実装した格子に対するアルゴリズムを用いて,K3曲面および関連する代数多様体のいくつかの幾何学的帰結を導いた.(1)一般化されたBorcherds-Kondoの方法により,いくつかの特異K3曲面の自己同型群の有限生成系を求めた.(2)標数5におけるArtin不変量が1の超特異K3曲面の興味深い射影モデルをいくつか求めた.(桂利行,金銅誠之との共同研究)(3)実験により超特異K3曲面は常に既約Salem型の自己同型をもつという予想を提出した.(4) Fermat多様体の部分線形空間の位相クラスにより生成される部分加群の組合せ論的記述を与えた.(A.Degtyerevとの共同研究)

いままでに確立した格子理論的アルゴリズムにより多くの幾何学的結果を導くことができた.代数幾何学(1)引き続き自己同型群の計算を各種のK3曲面に対してすすめるとともに,いくつかのエンリケス曲面の自己同型群の計算を開始する.(2)超特異K3曲面に対し,ネロン・セヴェリ格子への作用の特性多項式が既約なSalem多項式となる自己同型の存在について理論的な研究をおこなう.さらに,複素数体上定義されたK3曲面にたいしても同様の研究をおこなう.(3)非特異な複素超曲面に対し,Pham多面体の方法を用いてvanishing cyclesのconfigurationを出来るだけ具体的に記述し,3次元多様体のブラウアー群の研究に利用する.いくつかの,従来の方法では取り扱えなかったK3曲面に関して具体的な計算結果を得ることができ,自己同型群を計算する計算機プログラムの有用性が確認できた.また,従来の方法でも取り扱えるK3曲面に対しても,多くの計算を自動化しかつ統一的な方法を採用することで,相互の関連が見やすくなった.標数5でアルティン不変量が1の超特異K3曲面に対しては,計算量が大きすぎて,このプログラムは計算を終了させることができなかったが,計算の途中でいくつかの射影モデルを出力することによりこの曲面の非常に興味深い幾何学的性質を明らかにした.その結果グラフ理論への応用も得ることができた.従って,計算機によりK3曲面の幾何学的性質を調べるというこの研究の目的は,射影モデルと自己同型群に関してほぼ計画通りの成果を挙げることができた.さらにこの計算機プログラムを書くにあたり作成したいくつかのサブプログラムは,Ballico-Hefez曲線とK3曲面の関連を調べる上で大変役に立った.したがってこれらのプログラムは,正標数特有の性質をもつ代数多様体の組み合せ論への応用を探る上で大変有用であると思われる.招聘する予定であった研究者のスケジュールの都合により招聘できなかったので,次年度使用額が生じた.K3曲面の自己同型をネロン・セヴェリ格子への作用という格子理論的情報から幾何学的に復元する方法について研究する.とくに,位数が有限の場合にこの自己同型の与える商空間の構造ならびに分岐因子の構造を書き下す計算機プログラムを作成し,特異K3曲面の自己同型群に適用する.複素数体上定義されたフェルマー4次曲面の自己同型群ならびに射影モデルの研究を開始する.作成した計算機プログラムによる予備的な実験では,このK3曲面に対する計算を完遂することは計算量が大きすぎて難しいことがわかっており,したがって新しいアルゴリズムを考える必要がある.ネロン・セヴェリ格子においてフェルマー4次曲面の標準的な偏極の近傍にある偏極を詳細に調査し,有限位数の非射影的自己同型をできるだけ多く求め,それらを幾何学的に実現し,さらにそれらの形成する多面体の構造を調べる.標数2,3,5における具体的な超特異K3曲面の族をもとにして,周期からもとの超特異K3曲面を復元するという問題に取り組む.標数2においては,すべての超特異K3曲面は射影平面の非分離2重被覆として得られることがわかっている.この2重被覆の特異点の配置と周期との関係を明示的に記述する.
比較解剖学的視点から見た嗅球の構造解析:げっ歯目と食虫目

本研究は、嗅覚の一次中枢嗅球における嗅覚情報処理の初段階の構造的基盤の解明を目的とし、次の二点を重点とした。1)ラット・マウスでの詳細解析と、2)モデル的な実験動物以外の比較解剖学的な解析。1)正常マウスc57BLについては下の3点の新知見を得、マウス嗅球の基本構造の詳細を記載し、またラットと相違点を明示した。a嗅球糸球体内で嗅神経がコンパートメント構造を成し、嗅神経から入力を受けるタイプ1傍糸球体ニューロン(PG;TH陽性)と入力を受けないタイプ2PG(CB陽性、CR陽性)に分類され、これらについてはラット嗅球と同様であったが、GABAとの共存に関してはラットとは大きく異なっていた。c Ca結合タンパクparvalbumin(PV)陽性細胞は多様であり、ラットと同様な外網状層の中型細胞とラットでは存在しない大型の短軸索細胞等を含むことが判明した。この短軸索細胞の細胞体は、内網状層、外網状層、顆粒細胞層にあり、すべての軸索は外網状層に分布し、この細胞群は既存の回路に新たに組み入れる必要がある。2)aジャコウネズミに近い食虫目トガリネズミ(sorex)で、糸球体直下に小巣体が層構造をなし嗅球全体に分布することを確認した。小巣体は我々がジャコウネズミ等に発見した、新たな投射系(tasseled cell)の突起が限局する場であり、これにより、トガリネズミにおいても、第2の投射系の存在の可能性を示した。b嗅球の層構造についての文献検討より、食虫目の構成に近いと予測されたブタにおいて、免疫細胞化学染色を行ったが、小巣体は存在せず、tasseled cell系の存在も否定された。以上により嗅球の形態的な詳細をげっ歯目、食虫目で報告する目的を果たすことができた。実施計画に従い、第1ラット・マウス嗅球解析では、1)正常マウスC57BLの糸球体層の構成を詳細に調べた。糸球体内で、嗅神経がコンパートメント構造を成し、嗅神経からの入力を受ける介在ニューロン(タイプ1PG periglomerular cell ; GABA陽性、TH陽性)と入力を受けないタイプ2PG(CB陽性、CR陽性)が確認できた。化学的にはGABAとの共存状態に注目すると、ラットとの差異が明瞭であり、タイプ2PGの多くがGABA陽性であった。これらに関して免疫電子顕微鏡観察を行った。包埋前法でTHまたはCB、包埋後法でGABAをコロイド金標識すると、上の事象が電子顕微鏡レベルでも確認され、ラットの差異を確認できた。2)マウス嗅球NOS陽性の解析で、NOS陽性は多様であり、他の動物で報告されているPG, granule cells, short axon cells, stellate cells及びその他の未同定介在ニューロンであった。更に他の動物で報告されていなかったexternal & middle tufted cellsの一部がNOS陽性であった。また、主嗅球からの投射ニューロンはmitral cell, tufted cellのみでなく、嗅球NOS含有ニューロンの一部は嗅球外への逆行性トレーサー注入により標識された。第2食虫目ジャコウネズミの嗅球解析では1)非常に近い食虫目の種であるトガリネズミ(sorex)の嗅球ニッスル染色を観察し、糸球体の直下に小巣体が層構造をなし、嗅球全体に分布することを確認した。