hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
相対論的流体における散逸の実用的解法の開発とその高エネルギー天体物理過程への応用

私は上記のような研究課題に基づき、平成23年度は研究計画通り、前年度までに作成した相対論的散逸磁気流体力学の数値解法を用いて蟹パルサーのσ問題についての研究に取り組み、その1つの有望な解決策を提示した。蟹パルサーのσ問題とはパルサーから放出されるプラズマの磁場の大きさについての観測予測と理論予測の不一致のことである。蟹パルサーの周囲にはパルサー星雲と呼ばれる非常に高温のプラズマが存在しており、そのプラズマの磁場のエネルギーについての観測予測と理論予測の間に4桁以上の開きが存在している。これまでの研究では主にパルサーからパルサー星雲にプラズマが到達するまでに磁場を散逸させる物理過程について研究が行われてきたがいまだ解決には至っておらず、現在のところ否定的な結論のほうが優勢である。この問題に対し、私はパルサー星雲に到達するまでに磁場を散逸させるのではなく、パルサー星雲に入射した直後にパルサー風とパルサー星雲の境界面に存在する衝撃波が駆動する乱流によって磁場を散逸させることを考えた。衝撃波は上流の流体に密度揺らぎが存在する場合、その揺らぎとの相互作用によって衝撃波面が変形され、これにより下流に乱流が駆動されることが知られている。私はこの乱流によりパルサー風に存在することが理論的に予想されている電流面が引き伸ばされ、散逸が加速されるということを数値計算によって示した。また驚くべきことに乱流による散逸の加速はプラズマの散逸係数にはよらずに、乱流の強さにのみ依存することを発見しこれを説明する物理モデルを提出した。本研究の散逸過程は乱流と電流面が存在すれば必ず起こる一般的物理過程であるため、パルサー星雲だけではなく相対論的ジェットやガンマ線バーストなどの強磁場の関係するさまざまな高エネルギー天体現象にも応用できる。本研究の申請課題は、相対論的散逸の実用的解法の開発とその高エネルギー天体物理現象への適用であるが、私は前年度までに研究計画通り相対論的散逸理論の実用的解法に成功し、また今年度は当初の計画通りそれを蟹パルサー星雲という高エネルギー天体物理現象に適用し、その磁場の散逸過程について研究を行うことが出来た。このような理由により本件急はおおむね研究計画通り順調に進んでいるといえる。本研究課題は今年度で終了であるが、この研究をさらに推進し高エネルギー天体物理現象の謎を解明する予定である。
ヒト体細胞由来ミクログリア作製法の確立と精神疾患研究への応用

・ヒト末梢血単球からミクログリア様細胞を作製する手法を確立した。・精神疾患を含むミクログリア病において、細胞機能の異常が見られた。・本技術は今後のミクログリア研究に有益なものとなる可能性が示唆された。本年度は年時研究計画で示した「ミクログリア作成法の確立」について中心的に研究を遂行した。その結果、末梢血からミクログリア様細胞を作成することに成功した。作成した細胞は分子生物学的・免疫学的アプローチからミクログリア様であることを証明した。なお、この成果は論文(M. Ohgidani, et al.,Scientific Reports)として報告した。確立した作成法:上腕静脈より採血を行い、フィコールによる密度勾配遠心を行う。無菌的に単核球層を回収し、単球を分離する。分離した単球は培養容器に播種し、翌日誘導用培地(GM-CSFおよびIL-34を含む)に培地交換し、14日間培養を行う。ミクログリアとしての評価法:上記作成法により作成したミクログリア様細胞は、ミクログリア特異的な表面マーカー(CCL2・CX3CR1・CD45・CD11b・CD200R・CD14)、細胞機能(薬剤に対する遺伝子応答・貪食能・サイトカイン産生能)を用いてミクログリア様細胞であることを証明した。今後の展開:上記の結果より、末梢血から作成したミクログリア様細胞はヒトのミクログリアとして機能することが確認された。今後は、このミクログリア様細胞を疾患群で作成し、健常群との比較を試みる予定である。次年度は計画書の通り、1)ミクログリア単体での比較解析、2)活性化ミクログリアが他の脳細胞へ及ぼす影響の比較解析を行う予定である。ヒト体細胞由来ミクログリア作製法の確立と精神疾患研究への応用として、平成26年度には末梢血からのミクログリア様細胞の確立に成功し、論文報告および特許の出願を行った。平成27年度は実際の患者をリクルートし、研究を開始した。リクルートした患者から共同研究者の医師が同意説明をした上で、採血を行い、申請者がミクログリア様細胞の作成を行った。本年度はミクログリア様細胞のみで健常群と疾患群での違いについて検討を開始した。特に、種々の外部刺激に対する応答性が異なることを発見しており、大変興味深い。このような細胞レベルでの反応の測定は本技術を用いて初めて可能になるものであり、本研究の目的「これまでに明らかにできなかった精神疾患に及ぼすミクログリアの影響を検討する」に向かって順調に研究遂行ができていると考えられる。しかし、当初計画していた皮膚からのミクログリア作成は現時点では成功していない。原因としては、由来の違い(ミクログリアは中胚葉由来、線維芽細胞は外胚葉由来)が大きいと思われる。さらに、数種類の遺伝子を導入するため、導入効率などのバラツキが認められ、細胞実験を行う際にその影響が大きいと推察された。一方、血液由来のミクログリア様細胞は遺伝子導入を行わず、サイトカインによる化学誘導なので、導入効率などの問題も無く、ある程度均一な集団になっていることが解析結果からも得られている。よって、今後は血液由来のミクログリア様細胞を主軸に本研究を推進させる予定である。血液由来のミクログリア様細胞の作成に成功し、実際に患者をリクルートして解析を開始している。本研究課題の研究目的である体細胞からのヒトミクログリア細胞の作製および精神疾患研究への応用に関して、当初の研究計画とは若干異なる点もあるが、ほぼ目的を達成できたと考えられる。体細胞由来のヒトミクログリア細胞の作製に関しては、末梢血単球を用いたサイトカインによる誘導法を開発し、論文発表ならびに国内および国際特許出願を行った。申請者が開発した本手法は外部の研究者によっても利用され、成果が報告されている。よって、ヒトミクログリア細胞の作製という点においては、十分に目的を達成できたものと考える。また、精神疾患研究への応用として、双極性障害患者における臨床研究を実施し、論文報告を行った。さらに現在、精神症状も呈する疼痛疾患に関して臨床研究論文を投稿中である。計画書に記載した統合失調症に関しては、現在症例を集めており、実施計画中である。以上のことから、当初の研究計画とは若干異なる点もあるが、ほぼ目的を達成できたと考えている。本年度は、研究計画に記した平成26年度の目標である体細胞からのヒト由来ミクログリア作成法の確立に成功した。よって、おおむね順調に進展していると判断した。今後は、血液由来のミクログリア様細胞を主軸にして精神疾患患者での解析、向精神薬の影響などを明らかにしたいと考えている。生物学的精神医学本年度の結果から、末梢血から作成したミクログリア様細胞はヒトのミクログリアとして機能することが確認された。次年度は計画書の通り、1)ミクログリア単体での比較解析(活性化因子添加後の反応強度を健常群と疾患群で比較する)、2)活性化ミクログリアが他の脳細胞へ及ぼす影響の比較解析を行う予定である。

最終年度には、新規治療分子の探索および向精神薬のミクログリアに対する薬理作用の解析を行う予定である。研究を遂行する中で必要な測定機器が生じた。本年度での購入が難しかったため、来年度と合わせて購入を行いたいと思い、基金化システムを使用した。研究実施に必要な測定機器の購入を行う予定である。
東大紛争と丸山真男

この研究は、戦後日本の政治学者、丸山真男の思想を歴史的に考察すること、そのために1968ー69年の東大紛争の実像を解明することをめざしている。東大紛争における丸山の思想については、未解明のことが多い。丸山が1968年11月8日に林健太郎文学部長の軟禁からの解放を求める声明に署名した以外、紛争について発言しなかったのはなぜか、12月23日に全共闘学生が法学部研究室を封鎖したとき、「軍国主義者もしなかった。ナチもしなかった。そんな暴挙だ」と言った意味は何か、1969年1月24日の大学問題シンポジウムでロマン主義的な「概念の解体」を指摘したのは妥当か、2月24日の文学部階段教室で「人生は形式です」と言った意味は何か、日本思想の「原型」から「古層」へと言葉を変えたのは表現の問題に過ぎず、東大紛争による思想の変化ではないというのは本当かなど。一昨年度のこの報告では、そのようにいくつかの丸山の「発言」を手がかりとした問いを記したが、どれも容易に答えられる問いではなかった。爾来2年、研究開始から3年、丸山没後に公表された『自己内対話』の手記「春曙帖」を読み直すなどしながら、おおむね順調に研究を進めてきた。その研究成果も含めて著書『丸山真男と戦後民主主義』を世に問うつもりだったが、科研費の研究成果公開促進費(学術図書)への応募が4年続けて採択されなかった(「十分に市販性があるものと思われる」「既に類似の成果が刊行されている。出版社等の企画によって刊行するものではないかと思われる」「出版予定年度に刊行すべき必要性が低い」との審査所見で。4年めの所見は未見)。それを見越して、補助事業期間を延長して著書を刊行する計画を立てたら、幸いに延長が承認されたので、最後の4年めに一書をまとめることに力を注いでいる。おおむね順調に進展しているのは、研究に励んでいるから。さらに研究に励む。ナチもしなかった。この年度は、それらのことを解明するために、東大紛争の経過を再検討することに力を注いだ。1969年1月18ー19日の機動隊導入による安田講堂ほかの攻防は避けられなかったのか、そのために丸山はどのように行為したのか、そのことの影響は何かなどをめぐって、基本的な文献を読むとともに、ビラ類などの第一次資料を収集し、当時の関係者から聞取りするなどしてきた。また、丸山の政治思想や学問観を日本の思想史のうえに位置づけるために、日本における「民主主義」の政治概念の歴史的展開について論文を発表した。この研究は、戦後日本の政治学者、丸山真男の思想を歴史的に考察すること、そのために1968-69年の東大紛争の実像を解明することをめざしている。東大紛争における丸山の思想については、未解明のことが多いから。この年度は、1968-69年に限らず1960年代、さらには1945年からの丸山の思想を再検討することに力を注いだ。1946年3月に人民主権の思想に転じ、民主主義に賭けてから、日本社会の民主化を妨げる勢力に抗議してきたこと、1964年5月に戦後民主主義の「虚妄」に賭けると書いたと同時に、「永久革命」として民主主義を説いたことなどが、1968-69年に民主主義や戦後民主主義が問題とされる度に丸山が注目された背景だったから。「永久革命としての民主主義」「戦後民主主義と丸山眞男」の二論文を翌年度初めまでに発表した。2017年秋の歴史民俗博物館の企画展示「1968年ー無数の問いの噴出の時代」とその共同研究に参加し、1960年代の社会運動について得るところが多かったが、その研究報告集向けに「東大紛争大詰めの文学部処分問題と白紙還元説」を執筆した。

丸山が1968年11月8日に林健太郎文学部長の軟禁からの解放を求める声明に署名した以外、紛争について発言しなかったのはなぜか、12月23日に全共闘学生が法学部研究室を封鎖したとき、「軍国主義者もしなかった。ナチもしなかった。そんな暴挙だ」と言った意味は何か、1969年1月24日の大学問題シンポジウムでロマン主義的な「概念の解体」を指摘したのは妥当か、2月24日の文学部階段教室で「人生は形式です」と言った意味は何か、日本思想の「原型」から「古層」へと言葉を変えたのは表現の問題に過ぎず、東大紛争による思想の変化ではないというのは本当かなど。一昨年度のこの報告では、そのようにいくつかの丸山の「発言」を手がかりとした問いを記したが、どれも容易に答えられる問いではなかった。爾来2年、研究開始から3年、丸山没後に公表された『自己内対話』の手記「春曙帖」を読み直すなどしながら、おおむね順調に研究を進めてきた。その研究成果も含めて著書『丸山真男と戦後民主主義』を世に問うつもりだったが、科研費の研究成果公開促進費(学術図書)への応募が4年続けて採択されなかった(「十分に市販性があるものと思われる」「既に類似の成果が刊行されている。出版社等の企画によって刊行するものではないかと思われる」「出版予定年度に刊行すべき必要性が低い」との審査所見で。4年めの所見は未見)。それを見越して、補助事業期間を延長して著書を刊行する計画を立てたら、幸いに延長が承認されたので、最後の4年めに一書をまとめることに力を注いでいる。おおむね順調に進展しているのは、研究に励んでいるから。さらに研究に励む。さらに研究に励む。さらに研究に励む。2015年度までの科研費の研究「丸山真男と戦後民主主義」の成果を学術図書として発表するべく執筆に励んでいたので、資料収集や関係者聞取りのための旅行を計画準備し実施する時間が十分になかった。科研費の研究成果公開促進費(学術図書)による『丸山真男と戦後民主主義』の刊行計画が採択されないかもしれないので、その場合、次年度向けに研究成果公開の経費を多少とも確保することを考えた。研究成果公開の経費の一部として使用する。研究成果を著書『丸山真男と戦後民主主義』として公開するつもりだったが、科研費の研究成果公開促進費(学術図書)への応募が3年続けて採択されなかったので、4年めの不採択を見越して、研究成果の公開の経費に当てるべく、次年度使用額をできるだけ大きくするようにした。使用計画としては、著書刊行のために使用する。「丸山真男と戦後民主主義」の研究成果公開促進費による学術図書出版が不採択となったので、成果発表の一助として使用したい。
天然物をリードとしたアルツハイマー病治療薬の創製に関する研究

エポキシ-γ-ラクタム環を有する天然物L-755,807は、bradykinin B2受容体拮抗作用を有することから、アルツハイマー病発症の原因とされるアミロイドβタンパク質(Aβ)の凝集を抑えることが期待された。そこでこれらの天然物の持つ作用機序に注目し、アルツハイマー病治療薬として有望な化合物を創製することを計画した。L-755,807は側鎖の立体配置が不明であり、また環部の絶対構造も決定されていなかった。L-755,807の全合成に成功し、推定構造式の訂正をおこなった。更に、今回合成したL-755,807および三種の環部異性体が新たにAβタンパク質凝集阻害活性を有していることを新たに見出した。この原因タンパク質の凝集蓄積を阻害することが出来れば、ADの根本的な治療薬となる可能性が期待される。構造活性相関研究の一環として、まず側鎖部のみをカルボン酸として合成し、そのAβタンパク質凝集阻害活性を測定したところ、弱いながらもAβタンパク質凝集阻害活性を有していることが判明した。また、これらの天然物の構造に特徴的なγ-ラクタム環を有する天然物L-755,807をリードとした各種誘導体を合成し、Aβタンパク質凝集阻害活性作用の構造活性相関研究へと展開することにより有用なアルツハイマー病治療薬の開発に結びつけることができると考えている。また、L-755,807の環部合成において新規立体選択的Darzens反応を開発し、その一般性を検討した結果、本反応が極めて高いジアステレオ選択性を示すことを明らかにした。本反応を用いてL-755,807に含まれるエポキシ-γ-ラクタム環の効率的汎用合成法を確立すると同時に、同様なラクタム環部を有する天然物、rubrobramide、berkeleamide D、およびtalaramide Aの効率的全合成を達成した。
強相関ヘテロ接合における界面量子状態の理論的研究

強相関電子系研究の新たな切り口として、近年、遷移金属酸化物のヘテロ接合系が注目を集めている。これらのヘテロ接合界面では、電子の持つスピン・電荷・軌道自由度が複雑に競合することで、エキゾチックな量子凝縮相の出現が期待されている。こうした非一様系における電子相関効果の性質を明確にすべく、今年度は次の解析を行った。・モット絶縁体/金属超格子における電子相関効果の研究強相関ヘテロ接合の研究において、近年、遷移金属酸化物からなる人工超格子構造が大きな注目を集めている。モット絶縁体LaVO3と常磁性金属SrVO3からなる人工超格子では、電気抵抗の温度依存性に特徴的なピーク構造が出現すると共に、そのピーク位置はSrVO3の積層数に応じて、強い偶奇性を示すことが実験的に報告されている。一方で、こうした偶奇性の出現機構についての理解は不十分であり、早急な理論解析が求められていた。以上の点を踏まえ、本研究ではモット絶縁体と金属からなる超格子構造を対象にして、電子相関効果と超格子の周期性との絡み合いに着目した解析を行った。解析の結果、温度変化によって三次元的なエネルギー分散から二次元的なものへの次元クロスオーバーが生じることを見出した。さらに、系の電気抵抗には特徴的なピーク構造が形成されることを明らかにした。こうした振る舞いは、モット絶縁体と金属との界面で生じる近藤スクリーニングに由来するものであり、実験で確認された電気抵抗の温度依存性とも一致していることを指摘した。加えて、電気抵抗のピーク位置は金属層の積層数に強く影響され、抵抗のピーク温度に強い偶奇性をもたらすことを指摘した。この結果は、超格子の周期性と近藤効果との密接な絡み合いを示唆していると考えられ、超格子構造に特有な振る舞いであることを指摘した。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。電子相関効果の研究における新たな切り口として、強相関電子系を用いたヘテロ接合の研究が注目を集めている。これら強相関ヘテロ接合では、バルクでは実現しないような電子相の競合を引き起こすことができるため、その界面では新奇な量子相の出現が期待される。この点を明確にすべく、本研究では次の2つの解析を行った。1)バンド絶縁体/モット絶縁体ヘテロ接合における界面磁性遷移金属酸化物のヘテロ接合では、その界面において磁性や超伝導、さらにそれらの混合状態を示すことが実験的に報告されている。本研究では、SrTiO3/LaTiO3に代表されるモット絶縁体とバンド絶縁体からなるヘテロ接合を対象にし、その界面電子状態を系の非一様性と電子相関効果との競合という観点から理解することを目的とした。平均場近似による解析の結果、電子相関効果と系の非一様性との競合によって、ヘテロ接合の界面ではキャント磁性相が実現することが分かった。さらに、長距離クーロン相互作用がある程度大きくなると、層間の磁気的な相互作用が発達し、ヘテロ界面ではチェッカーボード型の電荷秩序相が出現することが分かった。本研究では、磁場下での振る舞いについても解析を行った。その結果、界面の磁化曲線にメタ磁性的な振る舞いがみられることや、電荷秩序相のリエントラント相転移が生じることを確認した。これらの解析結果は、ヘテロ接合の界面においてスピンと電荷自由度が強くカップルしていることを示唆しており、強相関ヘテロ接合における特有な性質であると考えられる。2)トポロジカル絶縁体/モット絶縁体接合にける界面電子状態トポロジカル絶縁体を用いたヘテロ接合の研究は多岐にわたる広がりを見せており、マヨラナフェルミオンや異常磁気抵抗効果など、多彩な物理現象の舞台として広く注目を集めている。本研究の目的は、トポロジカル絶縁体と強相関電子系から成るヘテロ接合を考え、電子相関効果がエッジ状態に及ぼす影響を理論的に明らかにすることである。解析では、トポロジカル絶縁体とモット絶縁体の理論模型として拡張Bernevig-Huges-Zhang模型と2バンドババード模型を用いた。動的平均場近似による解析の結果、トポロジカル絶縁体のエッジ状態はモット絶縁体側へと侵入し、ハバードギャップ中に重い電子的なミッドギャップ状態を誘起することを見出した。加えて、この状態はヘリカルなエネルギー分散を示し、エッジ状態の特徴を強く引き継いでいることを明らかにした。本研究では、こうした重い電子状態の出現は、エッジ状態と強相関効果の絡み合いによって理解できることを示した。薄膜作成技術の急速な進展に伴って、近年、強相関電子系のヘテロ接合において興味深い界面物性が多数報告されている。こうした非一様系における電子相関効果の性質を明確にすべく、次の2つの解析を行った。1)トポロジカル絶縁体とモット絶縁体のヘテロ接合を考え、電子相関効果がトポロジカル絶縁体のエッジ状態に及ぼす影響について理論的解析を行った。前年度の研究では、界面での近接効果がモット絶縁体領域にヘリカルなエネルギー分散を持ったミッドギャップ状態を形成することを指摘した。本研究では、トポロジカル絶縁体における電子相関効果が、そのエッジ状態に及ぼす影響について詳細な解析を行った。その結果、ミッドギャップ状態はトポロジカル絶縁体領域のハバード作用に強く影響され、その繰り込み因子は、モット絶縁体領域内で指数関数的に減衰することを見出した。また、界面における電子ホッピングの変化が、接合系のドゥルーデ重みや光学伝導度に及ぼす影響について解析を行った。

その結果、界面におけるバンド構造の再構成が、光学伝導度に特徴的なピーク構造を形成することを明らかにした。2)本研究では、近藤絶縁体とバンド絶縁体からなるヘテロ接合系を考え、電荷分布の空間変調によって実現する界面電子状態について理論的に研究を行った。その結果、ヘテロ界面の近傍では近藤絶縁体領域からバンド絶縁体領域へと電荷の移動が生じ、これによって界面で重い電子状態が形成されることを新たに見出した。さらに、こうした振る舞いは接合系の電気伝導度に強く反映されることを指摘すると共に、電気伝導度の大きさは近藤絶縁体層の積層数にも強く依存することを見出した。次に、近藤絶縁体層の積層数の変化が、ヘテロ界面の磁気的な性質に及ぼす影響について解析を行った。解析では、磁気構造として強磁性と反強磁性のみを考慮した。その結果、積層数が小さな領域において、強磁性状態が安定化することを明らかにした。この性質は、近藤相互作用の大きさによらず、積層数の変化や長距離クーロン相互作用の大きさで決定されることを確認した。強相関電子系研究の新たな切り口として、近年、遷移金属酸化物のヘテロ接合系が注目を集めている。これらのヘテロ接合界面では、電子の持つスピン・電荷・軌道自由度が複雑に競合することで、エキゾチックな量子凝縮相の出現が期待されている。こうした非一様系における電子相関効果の性質を明確にすべく、今年度は次の解析を行った。・モット絶縁体/金属超格子における電子相関効果の研究強相関ヘテロ接合の研究において、近年、遷移金属酸化物からなる人工超格子構造が大きな注目を集めている。モット絶縁体LaVO3と常磁性金属SrVO3からなる人工超格子では、電気抵抗の温度依存性に特徴的なピーク構造が出現すると共に、そのピーク位置はSrVO3の積層数に応じて、強い偶奇性を示すことが実験的に報告されている。一方で、こうした偶奇性の出現機構についての理解は不十分であり、早急な理論解析が求められていた。以上の点を踏まえ、本研究ではモット絶縁体と金属からなる超格子構造を対象にして、電子相関効果と超格子の周期性との絡み合いに着目した解析を行った。解析の結果、温度変化によって三次元的なエネルギー分散から二次元的なものへの次元クロスオーバーが生じることを見出した。さらに、系の電気抵抗には特徴的なピーク構造が形成されることを明らかにした。こうした振る舞いは、モット絶縁体と金属との界面で生じる近藤スクリーニングに由来するものであり、実験で確認された電気抵抗の温度依存性とも一致していることを指摘した。加えて、電気抵抗のピーク位置は金属層の積層数に強く影響され、抵抗のピーク温度に強い偶奇性をもたらすことを指摘した。この結果は、超格子の周期性と近藤効果との密接な絡み合いを示唆していると考えられ、超格子構造に特有な振る舞いであることを指摘した。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。強相関ヘテロ接合系における電子相関効果についての理解を得るべく、モット絶縁体/バンド絶縁体接合を対象に、電子のスピン自由度と電荷自由度との競合・協力を切り口にした解析を行った。
ラムアクセラレータ試験装置の設計・試作

本研究ではラムアクセラレータの設計製作上必要な燃焼機構に関する情報を得る目的で小型の試験装置を製作し、発射体の挙動を調べることすることにより燃焼過程を明かにすることを目的とした。初年度では装置の設計を行い、装置を製作した。2年目では、装置の性能と特性を圧力変換器によって調べた。本研究で製作したラムアクセラレータ試験装置は、大別して発射体を発射する発射管と発射された発射体を燃焼によって加速する加速管に分けられ、爆轟駆動型の発射装置を用いている。この爆轟自体の特性を試験するために爆轟背後の高温高圧気体によって形成される衝撃波の特性について実験と数値シミュレーションを行った。また、高速開閉弁を用いた高圧ガスによる射出装置も製作しこの特性についても実験を行った。並行して、発射体周り気体の燃焼過程を数値的にシミュレートした。プログラムはSemi-Implicit TVD法に基づき、反応は2段階可逆反応モデルを使用した。この結果、熱的閉塞状態の燃焼過程を定性的に表わすことに成功した。最終年度では、高圧ガスによって自由ピストンを駆動し断熱圧縮による高圧で8.8gの発射体を加速し、最大590m/sの速度を得た。この速度では、可燃性気体を着火・燃焼させるに十分と言えないが発射装置としては短い長さで効率的加速が得られた。従って、試験装置としては当初の目的に達したと考える。また、さらなる加速を得る装置を設計するための数値解析として、爆轟速度付近の速度での発射体周りの反応性流れについて解析し、特に詳細反応機構を考慮した計算を行い、効率的な加速条件を見いだした。また、爆轟波(デトネーション)と発射体の干渉過程を調べる基礎的実験や数値解析を行った。ラムアクセラレータ試験装置は、大別して発射体を発射する発射管と発射された発射体を燃焼によって加速する加速管に分けられる。実験室の大きさで管の長さが制限されるためなるべく短い距離で高速まで加速できる発射管を設計する必要がある。そこで、広島大学(滝教授)でも採用されている爆轟駆動型の発射装置を設計した。これは、可燃性気体の爆轟による圧力パルスによってピストンを加速しこのピストンで発射用の軽ガスを圧縮し、発射に必要な持続時間をもつ高圧を発生させるものである。設計した装置の主な仕様は以下の通りである。1.爆轟管、内直径50mm(瞬間最高圧300ata)、長さ1500mm、外蓋に点火装置2.圧縮管、内直径50mm(瞬間最高圧300ata)、長さ2000mm、内面ホ-ニングアルミ製ピストン3.発射管、内直径20mm(瞬間最高圧200ata)、長さ1500mm、内面ホ-ニング4.中間ダンプタンク5.ラム加速管、内径20mm(瞬間最高圧200ata)、長さ2700mm、内面ホ-ニング6.可視化セクション長さ300mm, 20×20の矩型断面、100mmの長さの窓この仕様を充たす装置を発注し、製作した。また、同時に爆轟の特性を調べる予備実験、数値解析用のプログラム開発を行った。これらの結果、本装置によりラムアクセラレーターの特性を調べ、内部での燃焼機構を解明するのに必要十分な性能を備えることがわかった。昨年度設計製作した装置の性能と特性を圧力変換器によってさらに調べた。まだ、燃焼による加速は成功していない。

この間、管の製作精度に問題が発見され、修復した。本研究で製作したラムアクセラレータ試験装置は、大別して発射体を発射する発射管と発射された発射体を燃焼によって加速する加速管に分けられ、爆轟駆動型の発射装置を用いている。この爆轟自体の特性を試験するために爆轟背後の高温高圧気体によって形成される衝撃波の特性について実験と数値シミュレーションを行った。また、高速開閉弁を用いた高圧ガスによる射出装置も製作しこの特性についても実験を行った。並行して、発射体周り気体の燃焼過程を数値的にシミュレートした。プログラムはSemi-Implicit TVD法に基づき、反応は2段階可逆反応モデルを使用した。この結果、熱的閉塞状態の燃焼過程を定性的に表わすことに成功した。これらの経過を踏まえ、最終年度にラム加速を実現すべく装置設計法の見直しを行っている。本研究ではラムアクセラレータの設計製作上必要な燃焼機構に関する情報を得る目的で小型の試験装置を製作し、発射体の挙動を調べることすることにより燃焼過程を明らかにすることを目的とした。初年度では装置の設計を行い、装置を製作した。2年目では、装置の性能と特性を圧力変換器によって調べた。最終年度では、高圧ガスによって自由ピストンを駆動し断熱圧縮による高圧で8.8gの発射体を加速し、最大590m/sの速度を得た。この速度では、可燃性気体を着火・燃焼させるに十分と言えないが発射装置としては短い長さで効率的加速が得られた。従って、試験装置としては当初の目的に達したと考える。また、さらなる加速を得る装置を設計するための数値解析として、爆轟速度付近の速度での発射体周りの反応性流れについて解析し、特に詳細反応機構を考慮した計算を行い、効率的な加速条件を見いだした。また、爆轟波(デトネーション)と発射体の干渉過程を調べる基礎的実験や数値解析を行った。
長繊維状高分子単結晶の製造技術の確立

以下の2項目を重点的に研究した。その結果、ウィスカ-長を任意に制御する技術の可能性を得た。以下に研究成果を項目別にまとめる。(1)均一核生成系での結晶長増大化:(1)重合溶媒の影響;芳香族系良溶媒中では、オリゴマー過飽和度が減少し、生成結晶核は減少するが、結晶径が増大し、結晶長の増大には起こらなかった。(2)重合濃度の影響;モノマー濃度を増大させると、重合速度の増大により核形成時のオリゴマー過飽和度が大きく増加する。よって、生成核数が増大し、ウィスカ-長が減少することが分かった。(3)重合温度の影響;重合温度とウィスカ-長の関係を検討した。330°Cでの重合のとき、最も均一な形状のウィスカ-が生成した。各温度により反応速度が異なり、オリゴマーの生成速度が違うこと、並びにオリゴマー溶解性が温度により異なることに起因している。(2)系外からの結晶核、並びにオリゴマー添加による結晶長の増大化:(1)結晶核添加による結晶長増大化;少量の結晶核を系外から添加し、ウィスカ-結晶長の増大を試みた。その結果、新たな結晶核が生成しないための添加結晶核数の臨界値は6.1×10^<12>個/Iであることが分かった。(2)オリゴマー添加による結晶長増大化;オリゴマー濃度の低下による結晶成長の停止を抑制することを目的とし、結晶成長により消費されるオリゴマー量に対応したオリゴマーを重合系外から供給してウィスカ-長の増大を試みた。その結果、ウィスカ-の定常成長終了時に、結晶成長に消費されたオリゴマー量と同量のオリゴマーを加えることによって、定常成長が継続して先端角細化の開始が遅延されウィスカ-長が増大することが分かった。現在のところ、初期モノマー量に対して30%に相当するオリゴマーを一回添加する方法によって、16%のウィスカ-長増大が認められた。更に同量のオリゴマーを更に添加することにより28%のウィスカ-長の増大が見られ、このことにより、オリゴマーを連続的に供給することにより、任意に結晶長を制御する技術の可能性が明らかとなった。長繊維状高分子単結晶の製造技術確立のために、平成8年度はp-アセトキシ安息香酸の貧溶媒中での重合によるポリ(p-オキシベンゾイル)ウィスカ-の生成に注目し、ウィスカ-の結晶長を支配する因子の解明を行なった。以下に成果をまとめる。(1)結晶長は、オリゴマーと溶媒との相溶性と相関がある。相溶性が低下すると結晶核生成時のオリゴマーの過飽和度が高くなる。その結果、生成結晶核数が増加し、結晶長は減少する。逆に相溶性が増大すると、結晶化するオリゴマーの分子量が増大すること、ならびにオリゴマー生成速度が低下することにより、結晶径の増大と結晶のフィブリル化が起こる。よって、溶解度パラメーターが8.288.41(cal/cm^3)^<1/2>の範囲にある溶媒が最長の結晶長を与える。(2)結晶長は、モノマー濃度と相関がある。

流動パラフィン(LPF)中の重合において、モノマー濃度が高くなると、(1)と同様にして結晶長は減少する。また、モノマー濃度が4重量%以上では結晶先端の平坦化が起こり、結晶のらせん成長が停止してしまう。0.52重量%のモノマー濃度範囲が結晶の定常成長には好ましい。(3)生成結晶核数は重合温度と相関があり、重合温度が高いほど核数が減少する。そこで、結晶の核生成と成長を異なる温度条件下で行なった。その結果、核数の制御は可能であるが、収率の低下が起こるために結晶長の増大は見られない。(4)重合初期に結晶核を添加する不均一核生成では、添加する結晶核が少ないと新たな結晶核の生成、ならびに結晶径の増大が起こり、結晶長は増大しない。LPF中モノマー濃度1.5重量%での重合においては、新たな結晶核の生成を抑制するには、6×10^<12>個/ι以上の核の添加が必要である。以上より、結晶核数の制御、ならびに定常成長のための条件が明確になった。最適条件下で重合系外からオリゴマーを連続供給することにより結晶長の増大が可能と考えられる。平成9年度は、平成8年度の成果を踏まえ、以下の2項目を重点的に研究した。その結果、ウィスカ-長を任意に制御する技術の可能性を得た。(1)独立した重合系内でのPOB結晶核数の低減によるウィスカ-繊維長の増大流動パラフィン中での重合において、p-ABAの濃度とウィスカ-長の関係を検討した。その結果、濃度1%では平均長30μm,平均径0.8μm、濃度2%では平均長9.6μm,平均径0.4μm、濃度4%では平均長3.4μm,平均径0.8μmのウィスカ-が生成した。ウィスカ-の形状パラメーターと密度から算出した生成結晶数は、濃度1%では3.3×10^<11>個/l、濃度2%では4.6×10^<12>個/l、濃度4%では8.3×10^<12>個/lと増大した。p-ABAの濃度を増大させると、見かけの重合速度の著しい増大により核形成時のオリゴマー過飽和度が大きく増加する。よって、生成核数が増大し、結果的にウィスカ-長が減少することが分かった。また、ウィスカ-形状の均一性、並びにウィスカ-が定常に成長する時間の長さの考察から、最適濃度を1%とした。(2)結晶成長により消費されるオリゴマーの系外からの補給によるPOBウィスカ-繊維長の増大オリゴマー濃度の低下による結晶成長の停止を抑制することを目的とし、結晶成長により消費されるオリゴマー量に対応したオリゴマーを重合系外から供給し、ウィスカ-の定常成長挙動とオリゴマー濃度との関係を検討した。p-ABA濃度1%、重合溶媒として流動パラフィン、重合温度330°Cを基本条件とした。その結果、ウィスカ-の定常成長終了時に、結晶成長に消費されたオリゴマー量と同量のオリゴマーを加えることによって、定常成長が継続して先端角細化の開始が遅延され、ウィスカ-長が増大することが分かった。添加後のウィスカ-成長過程の考察から、新たな結晶核の生成はないこと、結晶側面へのオリゴマー結晶化が起こり結晶径が僅かに増大することが分かった。結晶径の増大は、添加するオリゴマー量を調製し、オリゴマー過飽和度を最適化することによって抑制できる。現在のところ、初期モノマー量に対して33%に相当するオリゴマーを一回添加する方法によって、10%ウィスカ-長増大が認められている。オリゴマーを連続的に供給することにより、任意に結晶長を制御する技術の可能性が示唆された。
界面における電子移動反応の外部制御に関する研究

本研究はAOT逆ミセルなどの分子集合体界面に配置した電子供与体(D)、受容体(A)間の光誘起電子移動反応について検討した。1.まず、均一系でのD-A連結化合物について分子の形態を検討した。このD-Aとシクロデキストリン(CD)貫入型錯体の錯形成挙動をNMRによって測定し、熱力学的パラメータを検討した。その結果、静的にはCDの疎水部とアルキル鎖との相互作用がその安定性の要因となっていること、また、動的には分子両端の電荷をもつ親水部とCD疎水部との相互作用が反応のバリアーとなっており、このため異常に安定なCD錯体が生成することがわかった。2.電子移動によって生じたラジカルが、ミセルなどの界面のどの位置存在するかを電子スピンエコー法によって検討した。その結果、通常のミセルではその表面電荷とラジカルの電荷によって存在置が支配されること、また逆ミセルでは、ラジカルに付随するアルキル鎖の長さと分子中のラジカルの位置によって決定されることがわかった。3.時間分解ESRの測定装置の開発を行い、光誘起電子移動反応における過渡的ESRスペクトル(CIDEP)が測定できるようになった。水溶液では誘電損失のため測定ができないが、AOT逆ミセルを利用すると水溶液に近い系で、かつ良好なスペクトルを得ることに成功した。D-A系でこのCIDEPを測定した結果、連結系においては、スペクトルパターンより、ラジカル間の電子交換相互作用がD-A間の長さに依存していることが結論できた。また、これらのスペクトルは、シミュレーション結果によってある程度再現できることがわかったが、詳細な一致は得られなかったので、今後更なる検討が必要である。本年度は、AOT逆ミセルを分子集合体として用い、その界面での光誘起電子移動反応について、時間分解ESR法によって検討した。AOT逆ミセルはミセルの大きさ(直径)を種々変化して、その効果を検討した。電子供与体としての光増感剤としては、水容性亜鉛ポルフィリン錯体を、電子受容体としてはビオロ-ゲンを用いた。また、これらの時間分解ESR測定のための装置の改良と測定用のコンピュ-タプログラムの開発を併せて行い、測定に対して十分な性能を得ることが出来た。AOT逆ミセルに担持した亜鉛ポルフィリン錯体は、室温においても励起三重項に起因する過渡ESRスペクトルが観測された。凍結した同試料のスペクトルは分子主軸(Z軸)へ分極が分布しているとしてシミュレ-ションできたが、室温においては、ゼロ磁場分裂が見かけ上減少しているとして説明できた。このことは、室温においてもポルフィリン分子が等方的に運動できず、面内でのみ回転していることを示唆する。また、ミセル内ではスピンの緩和時間が異常に長いことが観測された。以上の系にアクセプタ-であるビオロ-ゲンを添加したときには、ラジカル対に相当するCIDEPスペクトルが観測できた。この減衰速度は吸収スペクトルより求めたラジカル対の減衰速度とほぼ一致していることが観測され、スピンの緩和がラジカルの再結合の律速となっていることが示された。一方、ミセルが大きいとき(r=60A^^°)には、主としてトリプレットメカニズムによるスペクトルが観測され、スピン間の相互作用が小さいことが、また、ミセルが小さい時(r=10A^^°)にはスピン間の大きな相互作用によると考えられるスペクトルが観測された。これらの違いは、ミセルの大きさによってラジカル間の距離が変化することと、正電子移動速度と励起三重項の分極の緩和時間との関わりによるものと考えられる。本年度は、時間分解電子スピン共鳴法を用いて逆ミセル中でのポルフィリンービオローゲン系の光誘起電子移動後のラジカル対の挙動について詳細な検討を行った。電子移動の前駆体であるポルフィリンの三重項のスペクトルの解析を行った。

このため、スペクトルシミュレーションのプログラムを開発した。これは、励起光の偏光方向、ESR測定磁場の方向、さらに測定のマイクロ波の磁場ベクトルの方向の3のパラメータが設定できる。このシミュレーションは-120°C剛体中と室温逆ミセル中におけるポルフィリンの3重項のスペクトルを再現できることができた。これらのデータより、ポリフィリン3重項のg値には異方性があること、初期分布が分子の回転軸方向に偏っていることがわかった。近接した2つのラジカル間の電子交換相互作用を見積もるため、CIDEPスペクトルのシミュレーションプログラムを開発した。これには、ラジカルの減衰の反応速度と電子の交換相互作用、および三重項からの各副準位への分布の偏りを考慮に入れた。このプログラムによってポルフィリン-ビオローゲン連結系のCIDEPの解析を行った結果、T_+及びT_-からT_0もしくはSへのスピンー格子緩和(T_1)は見かけの減衰速度よりかなり遅いことがわかった。一方、スピンと軌道角運動との相互作用による直接Sへの緩和がその見かけの減衰速度の大部分を占めていること、またSからのラジカル消滅の速度もほぼ等しいことがわかった。
ホスホリボシルピロリン酸合成酵素遺伝子ファミリーの発現調節

ヌクレオチド合成の律速酵素であるPRPP合成酵素は触媒サブユニットとは別の活性調節蛋白質を含む。我々はこの蛋白質のcDNAクローニングに成功し、PAP39と命名した。PAP39は触媒サブユニットに直接結合し、酵素活性を抑制する。このことからPAP39の発現量の変化により、本酵素のサブユニット構造とその調節的性質が変わる可能性がでてきた。そこでPAP39遺伝子の発現調節機構をしらべることが急務となってきた。その基礎として申請者は、PAP39遺伝子プロモーター領域をラット肝臓ゲノムライブラリーよりクローニングしその構造を決定した。本年度はプロモーター上に予想された制御領域が、実際にPAP39の遺伝子発現を調節しているか否かを機能解析により決定した。この結果得られた成果は以下の通りである。1.転写開始部位を含むプロモーター領域をクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)遺伝子上流に連結した融合遺伝子を作製し、培養細胞に導入したところ、CAT活性が認められた。このことから単離した5領域がプロモーター活性を有することが判明した。2.次にプロモーターの一部を決失させたものでCATアッセイを行ったところ、本遺伝子の発現には転写開始部位上流の31塩基対の領域が必要であることが判明した。その塩基配列には既知の転写因子結合配列は見いだされなかった。従って、未知の因子がそこに結合する可能性が示された。
卵巣癌細胞の足場非依存性増殖能獲得に伴う化学療法耐性機序の解明

足場非依存性増殖能は癌細胞の性質として知られているが、すべての癌細胞がこの性質を示すわけではない。今回我々は、卵巣癌細胞株OVCA420細胞を用いて、shRNAライブラリーを用いた機能ゲノミクススクリーニングを行った。その結果、ABHD2の発現抑制が、卵巣癌細胞において足場非依存性増殖能の亢進をもたらすことを見出した。また、ABHD2の発現抑制は、卵巣癌の臨床サンプルおよび細胞株において化学療法抵抗性と相関していた。この結果は、卵巣癌におけるDNA異常が、どのように癌の進展や薬剤抵抗性に関わるかを明らかにしており、新規治療法や薬剤選択のバイオマーカー開発のために有用と考えられる。shRNAライブラリーを用いた機能ゲノミクススクリーニングによって、アノイキスに関わる3遺伝子(ABHD2, ELAC2, CYB5R3)を同定した。それら3遺伝子のmRNA発現は、卵巣境界悪性腫瘍や正常卵巣表層上皮に比して、卵巣漿液性腺癌で発現が抑制されていた。The Cancer Genome Atlas (TCGA)データセットの解析で、それら3遺伝子のlocusは卵巣漿液性腺癌の多くでdeletionが認められ、そのmRNA発現は、コピー数と正の相関を示した。ABHD2タンパクは、抗体が入手可能であったため、さらなる解析を行った。ABHD2タンパクの発現を卵巣漿液性腺癌において調べると、予後不良群およびプラチナ抵抗性群で有意に発現が低下しており、ABHD2が化学療法感受性に関与している可能性が考えられた。足場非依存性増殖能(anoikis抵抗性)は癌細胞の性質として知られているが、すべての癌細胞がanoikis抵抗性を示すわけではない。今回我々は、軟寒天培地でコロニーを形成しない卵巣癌細胞株OVCA420細胞を用いて、shRNAライブラリーを用いた機能ゲノミクススクリーニングを行った。その結果、ABHD2, ELAC2, CYB5R3の3遺伝子の発現抑制が、OVCA420細胞において、anoikis抵抗性をもたらすことを見出した。それら3遺伝子は、the Cancer Genome Atlasの卵巣高異型度漿液性腺癌(HGSOC)データにおいて、コピー数低下を認める症例が多かった。また、ABHD2は、その発現抑制が卵巣高異型度漿液性腺癌の臨床サンプルにおいて予後不良、化学療法抵抗性と相関していた。また、OVCA420細胞におけるABHD2の発現低下は、リン酸化ERKおよびリン酸化p38の発現上昇をもたらした。一方、SKOV3細胞におけるABHD2の強制発現は、リン酸化ERKおよびリン酸化p38の発現低下とanoikisの亢進をもたらした。さらにOVCA420細胞におけるABHD2の発現低下は、プラチナ抵抗性をもたらした。結論として、我々は卵巣癌において、機能ゲノミクススクリーニングによって、発現の低下がanoikis抵抗性をもたらす遺伝子を探索した。そして、ABHD2の低下は、ERK経路およびp38経路を介してanoikis抵抗性をもたらし、さらにプラチナ抵抗性、卵巣癌の予後不良に関与することを見出した。昨年度に予定していた実験がすべて終了し、今年度の実験の準備が進んでいる。婦人科腫瘍ABHD2遺伝子を過剰発現させて、アノイキスが増加するかを調べる。またABHD2とp38, ERK, Srcなど、アノイキス抵抗性に関わるシグナル経路の関連を調べる。さらに、ABHD2の発現がプラチナ感受性に関わるか、in vitro実験を行う。免疫不全マウスへの移植実験によって、卵巣癌細胞の腹膜播種にABHD2発現が関わっているかを調べる。本年度中に論文投稿を目指す。機能ゲノミクススクリーニングに用いるshRNAライブラリーは、通常高価なものであるが、今回はCellecta社から無償譲渡されるものを用いることが出来たため、コストの削減が可能となった。今回見いだしたアノイキスに関与する遺伝子が、免疫不全マウスにおける腹膜播種性転移と関連するかを調べるために用いる。
カオス理論とシフトレジスタに基づいた符号系列の設計と応用

本研究では,M系列やGold系列を生成する線形フィードバックシフトレジスタ(LFSR)およびその一般形である非線形フィードバックシフトレジスタ(NFSR)に,カオス理論に基づいて設計された組合せ論理回路を付加することで,非同期CDMA通信で有用な負相関スペクトル拡散符号が生成可能であることを明らかにした.また,提案系列を,光CDMA通信や測位システムに応用した場合の性能評価を行い,提案系列の有効性を明らかにした.1.非同期DS/CDMA通信で有用な負相関スペクトル拡散符号は、一次元カオス写像を利用することによって生成可能であるが、一般に、その符号生成器は従来のLFSR(線形フィードバックシフトレジスタ)よりも複雑で高価となる。本研究では、LFSR回路により生成されるGold系列を、カオス理論に基づいて構成した論理関数を用いて負相関系列に変換する手法を提案し、提案系列が、加法性白色ガウス雑音(AWGN)環境下での非同期DS/CDMA通信において、元のGold系列よりも低いビット誤り率(BER)特性を示すことを明らかにした。2.ユニポーラ符号を用いた光CDMA通信方式として、バイポーラ符号の相関特性を活かせるSIK(Sequence Inversion Keyed)方式が提案されている。本研究では、非線形フィードバックレジスタ(Nonlinear Feedback Shift Register; NFSR)によって生成されるde Bruijn系列およびこれを負相関化した系列を用いて、SIK方式非同期DS/CDMA通信のシミュレーションを行い、ビット誤り率(BER)特性を評価し、NFSR系列の有効性を明らかにした。3.オンオフキーングCDMA方式とTDOA(time difference of arrival)を用いた超音波による測位システムを想定し、Gold系列およびNFSR直交系列をスペクトル拡散符号として用いた場合の測位シミュレーションを行い、各系列を用いた場合の相関受信機の出力特性、同期点検出能力、および測位精度について評価した。その結果、非平衡Gold系列では、同期点のピーク値が低くなっているものがあり、用いる符号は平衡系列が望ましく、また、実用的な測位のためには、チップレートを10kcps程度以上にする必要があることを明らかにした。1.従来のスペクトル拡散符号生成器であるLFSR(線形フィードバックシフトレジスタ)に、カオス理論に基づいて設計された論理回路を付加することにより、非同期CDMA通信で有用な負相関スペクトル拡散符号が多数生成できることを明らかにした。また、提案系列が、加法性白色ガウス雑音環境下や位相雑音を考慮した場合の非同期CDMA通信において、従来のGold系列やM系列よりも低いビット誤り率特性を示すことを明らかにした。2.ユニポーラ(0,1)符号を用いた光CDMA通信方式として、SIK(Sequence Inversion Keyed)方式を用いると、従来のCDMA用バイポーラ(1,-1)符号の相関特性を活かせ、負相関系列が有用である。本研究では、非線形フィードバックレジスタ(NFSR)によって生成されるde Bruijn系列およびこれを負相関化した系列を用いて、SIK方式非同期CDMA通信のシミュレーションを行い、ビット誤り率特性を評価し、光CDMA用符号であるプライム符号とも比較検討し、負相関化したNFSR系列の有効性を明らかにした。3.オンオフキーイングCDMA方式とTDOA(到着時間差)を用いた超音波による屋内測位システムを想定し、Gold系列およびNFSR系列をスペクトル拡散符号として用いた場合の測位シミュレーションを行い、相関受信機の出力特性、同期点検出能力、および測位精度について評価した。その結果、非平衡Gold系列では、同期点のピーク値が低くなっているものがあり、用いる符号は平衡系列が望ましいこと、cmオーダの測位のためには、チップレートを10kcps程度以上にする必要があることなどを明らかにした。また、超音波送受信モジュールを用いて簡易実験を行い、提案方式による符号の送受信ができることを確認した。本研究では,M系列やGold系列を生成する線形フィードバックシフトレジスタ(LFSR)およびその一般形である非線形フィードバックシフトレジスタ(NFSR)に,カオス理論に基づいて設計された組合せ論理回路を付加することで,非同期CDMA通信で有用な負相関スペクトル拡散符号が生成可能であることを明らかにした.また,提案系列を,光CDMA通信や測位システムに応用した場合の性能評価を行い,提案系列の有効性を明らかにした.(1) M系列は同じ長さの系列の種類が極めて少ないため、このままCDMA用のスペクトル拡散符号としては利用し難い。1つのM系列から6つの2値関数(論理関数)を用いることで、6種類の負相関系列を生成可能であることを既に明かにしており、これらはM系列を生成するLFSRの上位3ビットを用いて3入力1出力の論理関数として構成される。そこで、上位3ビットを4ビット以上に拡張することにより、さらに多くの負相関系列を生成できるかどうか検討した。その結果、24個の2値関数があり、一つのM系列から24個の負相関系列が生成できることを明らかにした。さらに、この提案系列を非同期DS/CDMA通信におけるスペクトル拡散符号として用いた場合、従来のGold系列よりもビット誤り率が低減できることを明らかにした。(2)電波を用いたCDMA通信における2値のスペクトル拡散符号は通常1と-1の信号を用いるバイポーラ符号を用いているが、光通信においては、光の点滅により通信を行うため、1と0のユニポーラ符号として利用する必要がある。ユニポーラ符号を用いた光CDMA通信方式として、バイポーラ符号の相関特性を活かせるSIK(sequence inversion keyed)方式が提案されており、NFSR(非線形フィードバックレジスタ)系列およびGold系列を用いたSIK方式光CDMA通信の性能を評価した。

その結果、SIK方式CDMAの場合、NFSRに基づいた系列は、バイポーラの場合と同様、負相関化することで元の無相関系列よりも低いBERを達成したが、Gold系列の場合は、バイポーラの場合よりもBER特性が極端に悪化することを明らかにした。これは、0と1のバランス性に起因するものだと考えられる。予定通り、カオス理論とLFSR/NFSRに基づいて設計した負相関符号系列のCDMA通信における性能(ビット誤り率)や測位システムにおける性能を調査し、関連の研究発表も多数行ったため、おおむね順調に進展しているといえる。予定通り、カオス理論とLFSR/NFSRに基づいて設計した負相関符号系列の諸特性(自己/相互相関特性など)とCDMA通信における性能(ビット誤り率)明らかにし、関連の研究発表も多数行ったため、おおむね順調に進展しているといえる。引き続き、カオス理論とLFSR/NFSRに基づいた符号系列の設計と応用について検討する。特に、CDMA技術とTDOAを利用した超音波屋内測位システムに提案符号系列を応用した場合の性能評価や光CDMA通信への応用について検討する。また、NFSRの暗号システムへの応用や誤り訂正符号への応用についても検討する。特に、CDMA技術を応用した屋内測位システムに提案符号系列を応用した場合の性能評価や光CDMA通信への応用について検討する。今後、超音波を用いた屋内測位システムや、LEDを用いた可視光通信の簡易実験を行う予定であるため、平成24年度から繰り越した研究費は、そのような実験器材のために使用する計画である。また、国内外での研究発表も積極的に行っていく。今後、超音波を用いた屋内測位システムや、LEDを用いた可視光通信の簡易実験を行う予定であるため、平成23年度から繰り越した研究費は、そのような実験設備のために使用する計画である。