hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国・内モンゴル自治区におけるバイシンの間取りの変容に関する研究

中国・内モンゴル自治区の草原地域を対象に固定式住居(バイシン)の間取りの状況と変容過程を明らかにした。調査したのは、アラシャ、赤峰市、シリンゴル、ホロンバエルの4地域である。アラシャと赤峰市、シリンゴルは一室型から一行三室型までは同じ変化をたどり、その後、アラシャは庭型、赤峰市は二行型に変化している。ホロンバエルは他地域とは違い東西方向に出入り口があるなど、最初から独自の変化をたどっている。内モンゴル自治区における住居の変容を地域別に把握するため、草原地域であるシリンゴル盟及び沙漠地域であるアラシャ盟にて現地調査を実施した。◆シリンゴル盟第一次調査2010年8月、西ウジュムチン旗(ジリンゴル鎮・バルガルゴル鎮・ホゴトゴル鎮の3つの鎮)において、計23世帯(このうち漢族世帯が3世帯、その他モンゴル族世帯)へ調査を実施した。調査項目は、平面・立面・断面・配置図の実測、設備や材料の把握、住まい方調査、生活消費財調査である。また、牧畜業の変遷、牧草地の分配方法とその理由、バイシンの導入時期や普及状況、住宅流通システム等に関してヒアリングした。また、ジリンゴル鎮ジリンゴルガチャの政府では、ガチャ長より、牧地の分割方法や、ゲルからバイシン導入に至る過程についてヒアリング調査を実施した。ここで得られた図面や配置図には、1970年代からの日干しレンガ造バイシンが多く含まれており、初期的なバイシン導入の状況を分析することができる。◆アラシャ盟第一次調査2010年9月、アラシャ右旗アラタンオボー鎮において計12世帯(すべてモンゴル族世帯)に対して現地調査を実施した。調査項目は上述と同様である。また、ウーリントヤガチャの政府では、職員より牧地の分割方法、禁牧政策の概要、ゲルからバイシン導入に至る過程等についてヒアリング調査を実施した。ここで得られた図面には、現在の内モンゴルでは珍しい円形の日干しレンガ造バイシンが含まれており、これはゲルからバイシン導入への過程をよく示す貴重なデータである。内モンゴル自治区のうち、シリンゴル盟、アラシャン盟、赤峰市、通遼市でバイシンの現状調査を行っている。平成23年度に実施したのは、シリンゴル盟、アラシャン盟であり、通遼市については準備調査を行った。アラシャン盟では3回の現地調査を行い、バイシンの実測調査、ゲルの利用状況、居住者の属性、住み方などの調査を行った。シリンゴルでは1回の現地調査を行い、アラシャン盟で把握した項目以外に、敷地割りのデータを入手した。通遼市では平成24年度に現地調査を行う予定であり、その調査地の選定を行い、調査の許可を得た。アラシャン盟では、2箇所のガチャに調査に入り、ほぼ悉皆調査を行った。アラシャンは沙漠地域が多く、早くからゲルがバイシンに置き換わった地域である。ゲルがバイシンにいつ、どのような形で変化したかをおおむね把握できた。また、初期につくられたバイシンはシリンゴル盟で見られるような平面であったが、途中から、中庭形式のバイシンが増えだし、アラシャン盟の大きな特徴であると判断した。シリンゴル盟では、敷地割りとゲルの出現頻度の関係を詳細に調べている。敷地が一箇所にまとまっている場合、敷地が狭ければオトルは存在せず、ゲルはほとんど使われない。敷地が広い場合、敷地内でオトルが発生し、ゲルも比較的使われている。また、敷地が二箇所以上に分割されている場合、拠点となる敷地ではバイシン、もう一方はオトルとなり、ゲルも比較的使われている。その関係を敷地割りと照らし合わせながら検討している。(1)内モンゴル自治区におけるバイシンの状況と変容過程に関する調査内モンゴル自治区の赤峰市、アラシャ、フルンボイルで現地調査を行った。アラシャについては合計で3地区の調査が終了しバイシンの特徴、変容過程がおおむね把握できた。従来は一行二列型から一行三列型、そして中庭型に発展するパターンがよく見られたが、今回の地域(エジナ)では、中庭型は少なく、一行多室型が多く見られた。赤峰市でも新たに一地区で調査を行い、半牧半農地域のバイシンの特徴がおおむね把握できた。フルンボイルの調査は今回が初めてであったが、内モンゴルの全般的な特徴とは大きく異なった平面が見られた。内モンゴルのバイシンはゲルから発展したため、入り口は南に面している。しかし、フルンボイルでは東もしくは西側に入り口を設置しているバイシンが多く見られた。なぜフルンボイルだけ独自の変化をたどっているのかはわからないが、ヒヤリングではロシアの影響、他の少数民族の影響、気候の影響などが指摘されていた。この点は今後の研究課題である。(2)他地域の伝統的住宅の比較調査

新疆ウイグル自治区のウイグル族の伝統的家屋、その継承状況との比較検討を行った。調査地域はカシュガル近郊の農村である。ウイグル族は農耕および牧畜で生計を立てているが、集落を形成している。ウイグル族の伝統的な住居の平面、生活の状況、伝統の継承状況を把握し、モンゴル族との比較検討を行った。(3)その他上記以外に以下の調査を行った。甘粛省モンゴル族自治県で調査が可能かどうかを検討した。内モンゴルは政策の影響でモンゴル族の暮らしが急変しているが、内モンゴル以外で暮らすモンゴル族は比較的伝統的な暮らしを継承しているからである。もう一つは、上海に農村から転居した市民の住宅、暮らしを調査し、元の暮らしの継承状況が調査可能かを検討した。平成24年度は主に以下の調査研究を行った。(1)中国内モンゴル自治区通遼市の住宅実態調査。内モンゴル自治区の典型的な半牧半農地域である通遼市で固定家屋の状況、間取り、屋外空間の利用状況、増改築の状況、部屋の利用状況などについてヒヤリング及び実測調査を行った。把握したのは、間取りの変化、主な部屋の利用状況、主な生活設備の状況、生業の状況、母屋との関係で屋外利用の状況、母屋以外の家屋とその利用状況などである。(2)中国内モンゴル自治区赤峰市の住宅実態調査。内モンゴル自治区の典型的な半牧半農地域である赤峰市で固定家屋の状況、間取り、屋外空間の利用状況、増改築の状況、部屋の利用状況などについてヒヤリング及び実測調査を行った。(3)中国内モンゴル自治区アラシャン盟の住宅実態調査。内モンゴル自治区の典型的な沙漠地域であるアラシャン盟で固定家屋の状況、間取り、屋外空間の利用状況、増改築の状況、部屋の利用状況などについてヒヤリング及び実測調査を行った。(4)その他。1中国上海市に移り住んだモンゴル族の住宅調査。中国最大の都市で生活するモンゴル族が、どのような住宅で暮らしているか、モンゴル族の伝統的な暮らしをどのように引き継いでいるかを把握するため、現地の研究者と調査の可否について打ち合わせを行った。2中国福建省における伝統的家屋の利用状況調査。内モンゴル自治区の伝統的家屋の継承状況と比較分析を行うため、福建省の土楼を対象にその利用状況などを調査した。アラシャン、シリンゴルでおおむね予定したとおり調査が進んでいる。通遼市では準備調査が終わり、平成24年6月に本格調査に入る予定である。赤峰市でも調査のめどが立ち、平成24年6月に準備調査、平成24年9月に現地調査を実施する予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。中国内モンゴル自治区を気候、風土などからホロンバエル、通遼・赤峰、シリンゴル、オルドス、アラシャンの5地域に分けた。各地域の調査状況は以下の通りであるが、内モンゴル草原、沙漠地域のうちおおむね三分の一程度の調査が終了したと判断できる。(1)アラシャン。アラシャンをさらに沙漠地域、草原地域、山間・丘陵地域、河川地域の4地域に分け、前2者については住宅調査を終了した。(2)通遼・赤峰。
アトピー性皮膚炎を発症する免疫難病の病態解析

高IgE症候群は、黄色ブドウ球菌などの細胞外寄生菌による皮膚膿瘍と肺炎などの易感染症状にアトピー性皮膚炎・血清IgE高値を合併する原発性免疫不全症である。最近、我々がその主要な原因がSTAT3分子のドミナントネガティブ変異であることを明らかにした。高IgE症候群においては、黄色ブドウ球菌感染症が皮膚と肺に選択的に起こることが重要な臨床的特徴であるが、そのメカニズムは世界的にも不明であった。平成21年度の我々の検討により、1)黄色ブドウ球菌の感染防御には好中球が重要な役割を果たしているが、高IgE症候群のT細胞においては、Th17サイトカインの産生が低下しており、このため、ケラチノサイトと気管支上皮細胞においてのみ、好中球をリクルートするケモカイン(CXCL8, CXCL1, CXCL2)の産生が低下していること、2)同様に、ケラチノサイトと気管支上皮細胞で特異的に黄色ブドウ球菌に対して殺菌活性を有するβ-デフェンシン3の産生が低下していることが明らかになった。これらが、高IgE症候群において皮膚と肺に黄色ブドウ球菌が選択的に起こることに関与しているものと考えられた。この研究成果により、高IgE症候群の症例に多剤耐性の黄色ブドウ球菌感染症などがみられる場合など、抗生物質の投与だけでは感染症のコントロールができない場合には、ケモカインやβ-デフェンシン3の局所投与が、有効である可能性が示唆された。高IgE症候群は、黄色ブドウ球菌などの細胞外寄生菌による皮膚と肺の易感染性に難治性湿疹・血清IgE高値を合併する原発性免疫不全症である。最近我々は高IgE症候群の主要な原因遺伝子がSTAT3であることを発見した。今回の研究では、STAT3の分子異常がどのようなメカニズムで皮膚と肺に選択的な黄色ブドウ球菌感染症を引き起こすかを検討した。正常コントロールまたは患児の末梢血より比重遠心法により単核球を分離し、これを抗CD3抗体と抗CD28抗体の存在下で培養し、3日後の上清中の各種サイトカインの濃度をELISA法で検討した。その結果高IgE症候群のT細胞においては、Th17サイトカインの産生が特異的に低下していることが明らかになった。この上清をケラチノサイト、気管支上皮細胞、線維芽細胞、血管内皮細胞、マクロファージに投与して、各種ケモカイン、β-デフェンシンの産生を検討した。線維芽細胞、血管内皮細胞、マクロファージは、古典的炎症性サイトカイン(TNFα, IL-1β, IFNγ)のみで好中球をリクルートするケモカイン(CXCL8, CXCL1)とβ-defensin2, β-defensin3を十分に産生出来るが、ケラチノサイトと気管支上皮細胞においては、これらの抗菌因子の産生が強く低下していることが明らかとなった。本研究は、Th17サイトカインの効果が細胞によって異なることを始めて明らかにしたものであり、このことが高IgE症候群に特徴的な皮膚と肺の易感染性に関与している可能性が示唆された。
ランダムウォークトレース上のランダムウォークの研究

非交叉条件付けの下でのふたつのランダムウォークの研究を行った。まず、2次元および3次元の場合、ふたつの独立なランダムウォークの軌跡が交叉する確率は1なので非交叉条件付き両側ランダムウォークの構成が最初の問題となる。ブラウン運動に対しては、対応する対象はすでにLawlerによって構成されている。しかしながらその構成においてブラウン運動のスケーリング則を本質的に用いているためそれをそのままランダムウォークの場合に適応することはできない。この困難をブラウン運動の軌跡との強い近似を用いることによって、克服し非交叉条件付けの下でのランダムウォークの構成を2次元および3次元の場合に行った。次に問題になるのは、その性質である。交叉しないという条件付けがランダムウォークの軌跡の構造にどのような影響をもたらすかを明確にすることが重要になる。最も重要な性質としては非再帰性が増すというものである。交叉してはならないのでいったん出発地点から離れるとそこに戻りにくくなるのである。この非再帰性を用いて条件付きランダムウォークは無限個の大域的分離点を持つことを証明した。つまり軌跡はお互いに交わらない無限個のビーズのつなぎ合わせになるのである。そしてこの大域的分離点がボトルネックの役割を果たし、軌跡上のランダムウォークの劣拡散性を証明した。最後に各ピースの定常性と混合性を証明した。この定常性および混合性が非交叉条件付きランダムウォークの本質的な性質である。今年度は低次元シンプルランダムウォークの幾何学的構造を模索するため、以下に述べるような「条件付き両側ランダムウォーク」を構成した。以下では2あるいは3次元シンプルランダムウォークを考える。ある時刻がカットタイムとは、その時刻までのランダムウォークの軌跡とそれよりも後のランダムウォークの軌跡が交わらないこととする。シンプルランダムウォークによるカットタイムの像をカットポイントと呼ぶ。ランダムウォークの軌跡は、カットポイントにより分割されることになるが、分割されたそれぞれのパスの構造を理解することは重要な問題となる。そこでカットポイントの近傍でのパスの構造を理解するため以下のような考察を行った。ランダムウォークの時刻nまでのパスと時刻n+1から時刻2nまでのパスが交わらないと条件づけたとき、時刻nでランダムウォークが通過する点の近傍ではパスはどのような構造を持つのか?この問題はシンプルランダムウォークの平行移動普遍性と時間反転から次のように言い換えられる。原点から出発する二つの独立なシンプルランダムウォークの時刻nまでのパスがお互いに交わらないと条件づけたとき、両者のパスはどのような構造を持つのか?本年度の研究では上の問題でnを無限大に飛ばしたときの条件づけ両側ランダムウォークの構成を行った。ここで2,3次元の場合、二つのランダムウォークが二度と交わることはないという確率は0であるから、そのように条件づけられたパスの構成は自明ではない。これは最近Lawlerによってブラウン運動に対して得られた結果の離散版である。本年度はランダムウォークの軌跡の構造の理解を目標に以下のような研究を行った。原点から出発するふたつの独立な2次元シンプルランダムウォークの軌跡が交わらないと条件づけたときに両者の軌跡の構造を調べる問題である。この条件付けのもとでは、両者の軌跡を分離する原点はランダムウォークのカットポイントに対応する。従ってそれぞれの軌跡の構造を調べることは、典型的なカットポイントの周りにおけるランダムウォークの軌跡の性質を調べる研究に直接つながる。しかしながら「ふたつのシンプルランダムウォークの軌跡が出発後交わらない」という事象の確率は2次元の場合0なので、そうなるように条件づけられたランダムウォークを構成することは自明な問題ではない。このような非交差条件付けのもとでの軌跡の構成についてはブラウン運動に対してLawler(1996)が研究を行っており、ブラウン運動に対してはすでに構成はなされている。ところがそこでの構成において、ブラウン運動のスケーリング則を本質的に用いているため、その手法をそのままランダムウォークに適用することはできない。この困難を自身の研究において克服しランダムウォークに対して非交差条件付きの軌跡を構成した。さてこうして構成が成功した非交差条件付きランダムウォークの幾何学的構造についても自身の研究の中で行った。通常のシンプルランダムウォークの軌跡との違いを理解することによりカットポイントの周りにおけるランダムウォークの軌跡の特異性を抽出することが目標となる。自身の研究においていくつもの重要な違いを見つけ出し、両者は完全に異なる構造を持っていることを証明した。特に非交差条件付きランダムウォークの軌跡をランダムな媒質とみなし、その上の熱拡散の様子の研究を行った。

つまり軌跡はお互いに交わらない無限個のビーズのつなぎ合わせになるのである。そしてこの大域的分離点がボトルネックの役割を果たし、軌跡上のランダムウォークの劣拡散性を証明した。最後に各ピースの定常性と混合性を証明した。この定常性および混合性が非交叉条件付きランダムウォークの本質的な性質である。本年度の研究において、低次元シンプルランダムウォークの軌跡の構造に対する理解をかなり深めることができ、それを反映する多くの結果を導きだすことができた。また自身の研究結果を国内外の多くの研究集会およびセミナーにおいて講演を行い、多数の研究者に興味を持ってもらうことができた。2次元シンプルランダムウォークのカットポイントの周りにおける軌跡の特異性は明確なものになったのであるが、ふたつのカットポイントの間の軌跡の構造はまだ十分な理解が進んでいない。そのような不透明な軌跡の性質を明確なものにすることがこれからの研究の一つの目標となる。それを実現するためこの方面の専門家を訪問することを予定しており、積極的に海外に出向き議論を行うことを予定している。そこでの議論で得られたアイデアが今後の研究に役立つものと考えている。
高感受性個体に発生した腫瘍内の動く遺伝子の解析

ゲノムの不安定性は重要な癌制御メカニズムのひとつであり、一般的には染色体の分配機構や中心体の制御が関与していることが知られているが、動く遺伝子であるレトロトランスポゾンの影響も重要である事が示唆されている。本研究は従来法よりも短時間にハイスループットで解析が可能な手法を用いて、レトロトランスポゾンであるlong interspersed element-1(LINE-1, L1)を解析したが癌特異的なLINE-1は発見できなかった。1研究の意義、重要性ゲノムの不安定性は重要な癌制御メカニズムのひとつであり、一般的には染色体の分配機構や中心体の制御が関与していることが知られているが、動く遺伝子であるレトロトランスポゾンの影響も重要である事が示唆されている。本研究は従来法よりも短時間にハイスループットで解析が可能な手法を用いて、レトロトランスポゾンであるlong interspersed element-1(LINE-1)と発癌との関わりを解析した。はじめに、癌特異的に存在するL1を同定した。2研究成果についての具体的内容インバースPCR法でLINE-1の挿入位置を同定できるのでこれを利用した。申請者の研究室には大量のヒトゲノムDNA(癌と正常部位)が肺癌でそろっているのでこれらを使用した。具体的には、ゲノムDNAを制限酵素Sau3AIで切断しセルフライゲーション後、LINE-1の3'側に設定したプライマーでPCRを行った。PCR産物を電気泳動し正常と癌部位を比較し、癌特異的なLINE-1の検出を試みた。効率を上げるためゲノムDNAは異なる10サンプルを混合してインバースPCRを行った。癌と正常部のペアを合計67ペア解析したが、癌特異的なLINE-1は発見できなかった。そこで研究が計画通りに進まない場合の解決策として予定していたリンカーDNAをライゲーションする方法を試みた。この方法では同定できるLINE-1の数が増加し癌特異的なLINE-1が発見できる可能性があるが癌特異的なLINE-1は発見できなかった。本研究は従来法よりも短時間にハイスループットで解析が可能な手法を用いて、レトロトランスポゾンであるlong interspersed element-1(LINE-1)と発癌、転移との関わりを解析する。はじめに、癌や転移に特異的に存在するL1を同定し、次に同定したLINE-1が発癌、転移の原因となるか検証する。PCR産物を電気泳動し正常と癌部位を比較し、癌や転移特異的なLINE-1の検出を試みた。この方法では同定できるLINE-1の数が増加し癌特異的なLINE-1が発見できる可能性がある。現在この方法でのLINE-1の検出を行っている。さらに現在サンプルは電気泳動をして正常と癌の比較を行っているが、今後はイルミナ社の次世代シークエンサーMiSeqを用いてサンプルのシークエンスとアラインメントを行う予定である。インバースPCR法で癌特異的なLINE-1の挿入位置を同定しようと試みたが、同定が出来なかった。そのため解決策としてのリンカーDNAライゲーションを行い、癌特異的なLINE-1の同定が現在も進行中であり23年度中に癌特異的なlINE-1の同定が出来なかったため。現在進行中であるリンカーDNAライゲーションによる癌特異的なLINE-1の同定を継続して行う。その際に次世代シークエンサーの利用を予定している。同定できた際にはそのLINE-1の配列を単利し、癌特異的LINE-1挿入位置の近傍に存在する遺伝子の発現を解析する。インバースPCR等の分子生物学的実験に対する消耗品として当該研究費が生じた。また、次年度もリンカーDNAライゲーションや次世代シークエンサー等の分子生物学的な消耗品に対して研究費を使用する。また、研究成果を公表するための学会発表の旅費にも研究費を使用する予定である。
統合失調症におけるアセチルコリン、GABA/グルタミン酸機能と認知機能障害の関連

本研究の目的は、経頭蓋磁気刺激を用い、統合失調症のアセチルコリン機能、GABA/グルタミン酸機能と認知機能障害の関連を検討することである。2連発経頭蓋磁気刺激(ppTMS)を用いたGABA/グルタミン酸機能の評価では、統合失調症における皮質興奮性の増強と認知機能障害、皮質興奮性の増強と罹病期間の関連が明らかになった。アセチルコリン機能の評価については、経頭蓋磁気刺激と正中神経の電気刺激を組み合わせ、アセチルコリン機能を反映するとされるShort latency afferent inhibition(SAI)の簡便な測定法の開発に取り組み、健常者を対象にデータを収集した。本研究の目的は、統合失調症のアセチルコリン機能障害、GABA/グルタミン酸機能障害と認知機能障害の関連を明らかにすることである。平成26年度は、1発症早期および慢性期統合失調症における精神症状、認知機能障害と全般機能の関連、2統合失調症におけるGABA/グルタミン酸機能の進行性変化と認知機能障害の関連、を検討し、3アセチルコリン機能を評価する神経生理学的手法の確立、に取り組んだ。1については、精神症状(Positive and Negative Syndrome Scale)、認知機能(Brief Assessment of Cognition in Schizophrenia)、全般機能(Global Assessment of Functioning)を評価し、慢性期統合失調症では全般機能に精神症状と認知機能が関連するが発症早期統合失調症ではそれらの関連が認められず、発症早期統合失調において全般機能に影響する因子をさらに探索していく必要性が明らかになった。2については、2連発経頭蓋磁気刺激を用い、統合失調症において皮質内促通と罹病期間が関連し、皮質内抑制の減弱と認知機能障害が関連する結果を得た。3については、経頭蓋磁気刺激と正中神経の電気刺激を組み合わせ、アセチルコリン機能を反映するとされるShort latency afferent inhibitionの簡便な測定法の開発に取り組んだ。健常群でのデータを収集し、疾患群への応用をすすめている段階である。本研究では経頭蓋磁気刺激を用い、統合失調症のアセチルコリン機能、GABA/グルタミン酸機能と認知機能障害の関連を検討している。平成27年度の成果としては、2連発経頭蓋磁気刺激(paired pulse transcranial magnetic stimulation: ppTMS)を用いた検討で、統合失調症群において健常群と比較して皮質内抑制の減弱と皮質内促通の増強が認められ、皮質内促通と罹病期間に有意な相関が認められた。この結果は統合失調症ではGABA/グルタミン酸機能が障害され皮質興奮性が増強しており、皮質興奮性の増強が罹病期間と関連することを示唆する。さらに本検討では統合失調症群において皮質内促通と注意課題、運動課題の成績に相関が認められ、統合失調症の皮質興奮性の増強と認知機能障害の関連が示唆された。これらの結果はWPA regional congress Osaka Japan 2015で発表した。統合失調症におけるGABA/グルタミン酸機能の進行性変化と認知機能障害の横断的な検討をすすめることができたが、縦断的な検討についてはデータ収集が遅れている。平成26年度、27年度の取り組みから皮質興奮性の増強と認知機能障害、皮質興奮性の増強と罹病期間の関連が明らかになったが、当研究で用いている2連発経頭蓋磁気刺激(paired pulse transcranial stimulation; ppTMS)、short latency afferent inhibition (SAI)の測定では、皮質興奮性の評価が運動野に限局されるという限界がある。平成27年度にはrepetitive TMS (rTMS)の遠隔血流変化をnear-infrared spectroscopy (NIRS)で捉えることにより(rTMS/NIRS同時測定)、神経ネットワークを介した皮質興奮性の評価に取り組んだ。平成28年度は、より包括的に統合失調症の認知機能障害の病態を検討するため、神経ネットワークの障害と認知機能の関連を検討し、統合失調症における脳梁白質神経線維の微細構造異常が遂行機能障害と関連する結果を得た(大星裕司,高橋隼,第39回Fmθ研究会)。さらに皮質興奮性や認知機能障害に対する治療的介入の候補となるrTMSについて、耳鳴患者におけるrTMS治療前後の皮質興奮性の変化を学会発表し(髙橋隼,第112回日本精神神経学会学術総会)、精神疾患(うつ病)への臨床応用を目指した取り組みの一環で学会委員会で実施したアンケート調査の結果を論文発表した(髙橋隼,精神神経学雑誌,印刷中)。統合失調症におけるGABA/グルタミン酸機能の進行性変化と認知機能障害の関連を横断的に検討することができた。一方で、アセチルコリン機能の評価に関しては安定した測定手法の獲得に時間を要し、健常群のデータ収集が中心となり統合失調症群での検討にまで至らなかったことが課題である。

局所的な皮質興奮性の検討だけではなく、神経ネットワークの障害など包括的な視点で統合失調症の認知機能障害の病態解明に取り組みたい。また、統合失調症において神経認知機能の障害が社会機能や生活機能にどのように関連しているかを検討し、患者の生活の質の向上に寄与することを意識して研究をすすめたい。精神生理学アセチルコリン機能を評価するShort latency afferent inhibitionの疾患群への応用を目指す。また、本研究は主に統合失調症の神経認知機能障害の病態生理の解明に着目しているが、ここで得られた結果を社会機能や全般機能の向上にどのようにつなげていくことができるかを考えていきたい。平成27年度は2連発経頭蓋磁気刺激やShort latency afferent inhibitionの測定機器の整備や修繕に経費を用いる必要がなかった。また参加した国際学会が日本開催であったため、海外渡航経費を用いる必要がなかった。平成26年度は、2連発経頭蓋磁気刺激やShort latency afferent inhibitionの測定機器の整備や修繕の必要がなく、現有の機器で測定が可能であったため。測定機器のメンテナンスおよび成果発表等に経費を使用する。
宇宙線電磁成分を用いた土中水分量測定

地表に降り注ぐ宇宙線には、電子、陽電子、ガンマ線から成る電磁成分が含まれており、これらは厚さ数十m程度の比較的薄い構造物の透視に適している。本研究において、私はこの宇宙線電磁成分を用いた土壌水分量の測定手法及び検出器を開発し、鹿児島県桜島において土壌水分量の測定を行った。測定の結果、降雨に伴う土壌水分量の時間変動を測定することに成功した。加えて、観測を行った土壌の水分保持量は通常の無機土壌と比較して小さいことが分かった。この知見は桜島火山の噴火予知を目的とした重力観測、傾斜観測の補正に有用である。本年度は宇宙線に含まれる電子、陽電子、ガンマ線を用いて土中水分量を測定するための専用検出器の開発と基礎特性試験を行った。開発項目は以下の通りである。1.一平米の面積をカバーするセグメント型のシンチレータ検出器、特に効率的に粒子を収集する大面積シンチレータの開発2.検出器や環境ガンマ線に起因する誤差やノイズを低減するための、専用電子回路の開発3.組立水槽を用いた、検出器の校正装置の開発1.については当初想定していた性能を得ることができなかったため、2.の電子回路の性能を当初の設計から向上させることで対応を行った。2.の開発の結果、安価に多チャンネルの信号を読み出すシステムの開発に成功した。具体的には、16チャンネル、12bit、80MHzのアナログデジタル変換回路に、オペレーションシステムや通信、データ記録システムを搭載したものが、チャンネル単価1万円を下回る費用で製作可能となった。このシステムは64チャンネルまで拡張可能である。一般に小規模な読み出しシステムは市販品、大規模な読み出しシステムは集積度の高い特注システムで対応するが、中規模な読み出しシステム構築には適切な市販品が存在せず、特注するには費用がかかりすぎてしまうため、結果として非常に性能の低いものを使用せざるを得ない状況であった。本研究で開発した回路はその問題を解決するものであり、潜水艦搭載のセンサーや狭隘な空間での多チャンネルアナログデータ処理に応用が可能である。3.による基礎特性試験の結果、10cmの水位変化を4時間で観測することができるようになった。また、解析アルゴリズムの最適化によって、10cmの水位変化に必要な時間は2時間程度までに短縮できることも分かった。1.の項目については当初の目標通りの性能が得られなかったが、装置全体としては当初の目標を上回る性能を得ることができた。本年度は、新たに開発した電磁成分の専用検出器を用いて、鹿児島県桜島において、本格的な運用を開始した。データ収集は概ね順調に推移しており、継続して良好なデータが得られているものの、現状の運用率は70%程度にとどまっている。原因は台風による通信遮断、商用電源の短期的な電圧低下によるものであると判明したため、それらへの対処を行った。また、2台目の検出器を作成し、東京大学地震研究所内で試験を行った。また、昨年度に新規開発した、本研究のための電子回路が、製品として販売されることとなった。本電子機器は、主に8ch、125MSPSのFADCと、及びFPGAとCPUを内蔵するICから成り、OSにLinuxを搭載している。従って測定にはPCを必要とせず、かつ複雑なトリガーを行うことができる。消費電力は5W程度、計測データをメールで送信可能、ブラウザ経由でアクセス可能等、遠隔地における測定にも適している。チャンネル数は最大32chまで拡張が可能である。このクラスのFADCシステムには我々の研究のみならず、種々の物理学実験において高い需要があったのだが、これまで市販品が存在しておらず、特注するにはコストがかかりすぎていたため、多くの研究機会が奪われてきた。2014年11月の予約開始から、2015年3月まで国内の10を超える研究機関からの受注があった.この成果は我々の研究が他の分野にも貢献していることを意味する。データの解析はまだ初期段階であるが、地下水位を10cmで2時間以内に測定するという当初の目的は達成される見込みである。地表に降り注ぐ宇宙線には、ミューオン以外にも電子、陽電子、ガンマ線から成る電磁成分が含まれており、これらは厚さ数十m程度の比較的薄い構造物の透視に適している。本研究では、宇宙線電磁成分を用いた土壌水分量測定の専用装置を開発し、鹿児島県桜島にて観測を行った。今年度は、観測装置の定常運用、データ解析、水槽を用いた検出器の校正を行った。校正の結果、1時間で10cmの水位変動を観測可能であることが分かった。桜島における観測結果から、検出器周辺の水位変動は降雨量と必ずしも比例しないことが分かった。降雨開始から水位が最大となるまでの時間は2時間、降雨終了から通常の水位量に戻るまでには6時間であること、水位上昇の最大値は20cmであることが分かった。この時間スケールや、水位上昇の最大値は、斜面水門計算によって得られる値と大きく異なる。本研究で水位観測を行った土壌は、軽石と火山灰を主成分とする無機土壌であり、水分の保持力が非常に弱い。したがって、地下水流動は通常の斜面と比較して早く、また、水位上昇の最大値も小さくなったと予測される。検出器上部に保持される水分量に上限があるという情報は、同時に観測を行っている絶対重力系観測の校正に有用であり、今後は火山噴火予知への貢献が期待される。

また、今回開発した検出器は地滑り予測に対しても有用であるため、本研究で開発した検出器と測定手法を、防災科学に応用していく予定である。地表に降り注ぐ宇宙線には、電子、陽電子、ガンマ線から成る電磁成分が含まれており、これらは厚さ数十m程度の比較的薄い構造物の透視に適している。本研究において、私はこの宇宙線電磁成分を用いた土壌水分量の測定手法及び検出器を開発し、鹿児島県桜島において土壌水分量の測定を行った。測定の結果、降雨に伴う土壌水分量の時間変動を測定することに成功した。加えて、観測を行った土壌の水分保持量は通常の無機土壌と比較して小さいことが分かった。この知見は桜島火山の噴火予知を目的とした重力観測、傾斜観測の補正に有用である。平成25年度に判明した、プラスチックシンチレータの大面積化にともなう透明度の低下により、研究はやや遅れている。平成26年度の研究は順調進めることができ、平成25年度の遅れを大きく取り戻すことができたが、論文の投稿までには至らなかった。残る研究課題はデータ解析の完遂し、論文を投稿することのみであるが、そのためには今しばらくの時間が必要である。応用宇宙線物理学残る研究課題は1)観測データの解析2)論文の投稿である。両者とも既に着手しており、平成27年度の中旬には完了する見込みである。1)については、(a)他の研究手法との比較、特に地下水流動シミュレータの比較(b)感度補正の3つの課題が残っている。(a)については、シミュレータソフトウェアをレンタルし、計算を行うのみであるが、検出器周辺の地形の導入に時間が必要となる。(b)については、16ピクセルの対、120パターンの感度が全て同じになるように自動的に補正する必要があるため、困難は無いが、ソフトウェア開発に時間が必要である。2)については系統誤差の理解が課題である。系統誤差については、温湿度大気圧等の環境要因の補正に伴う系統誤差が支配的であることが分かっているが、本研究で開発した検出器は校正が可能なため、主要な問題とはならない。しかし論文には系統誤差について明記する必要があると考えている。検出器の開発と運用には成功したが、実際に検出器を用いて観測を行うには至らなかった。理由は以下の通りである。シンチレータの大面積化に伴い、透明度の悪化が研究開始当初より予想されていたが、当初の想定よりも悪化度が深刻であり、既存の電子回路を用いた観測が不可能であることが分かった。このため、電子回路の設計を見直す必要が生じた。加えて、円高に伴う検出器部品費用の増大が発生した。シンチレータおよび光電子増倍管の数を減らすことは性能の劣化に直接影響するため、電子回路の設計費用を抑えることで対応を行った。設計費用を抑えるためには、設計の大半を自らが行う必要があり、これが研究の遅れの主な原因となった。平成25年度に、宇宙線電磁成分検出器の開発を行い、新型検出器と既存の検出器を用いた観測を順次進めていく予定であったが、検出器の構成部品である大型プラスチックシンチレータの透明度が向上せず、計画を変更して別途電子回路の開発を行う必要があり、半年程度の遅れが生じた。そのため検出器を複数台用いた観測や、論文執筆を平成26年度内に終えることができず、未使用額が生じた。以下の2つの項目について研究を行い、それらの成果を公表する。
情報が分散共有された社会状況における多様な認知の学習過程の分析とその基礎理論

本研究ではまず、社会状況に含まれる各主体の状況に対する認知が異なることによる情報の分散共有の状態を記述するための数理的モデルとして、二人ハイパーゲームを本質的に拡張した動的ネットワーク型ハイパーゲームを定式化した。これによりゲームを繰り返すことで各主体が持つ認知を学習していく過程を記述することが可能となった。次に、学習過程を分析するために、遺伝アルゴリズムを動的ネットワーク型ハイパーゲームに適用して、相互認識の学習過程における情報のタイプについて知見を得た。本研究では、社会集団に含まれる各主体が同時に並列的に状況認知を表す自己の利得行列を改善する方法、特にゲームを繰り返す中で以前のゲームの結果をどのように評価し次のゲームにおける利得行列に反映させたらよいのかを探ることが主な目的であった。本研究により、利得が(0,1,2)の限られた場合における利得行列の並列的学習に成功した。実験の結果を基づいて、認知の学習理論のための基礎枠組みを構築することも試みた。基本的には動的ネットワーク型ハイパーゲームであるが、そこにおける認知の進化的学習の問題を定式化した。これにより、従来型の漸近的な学習プロセスによる取り扱いでは本研究におけるハイパーゲーム型状況の学習に接近することが困難であることが明かとなった。これらの研究成果は、システム関連の国際会議、経営情報学会、進化経済学会において発表された。特に進化経済学会における発表では、進化ゲーム等との関連も明らかにした。本研究では、社会状況に含まれる各主体の状況に対する認知が異なることから生じるコンフリクトをハイパーゲームの枠組みで記述し、そのゲームを繰り返すことで各主体が持つ認知を学習していく過程を遺伝アルゴリズムを用いて分析した。特に本研究で明らかにしたかった点は、ゲームを繰り返す中で以前のゲームの結果をどのように評価し次のゲームにおける利得行列に反映させる際,過去の研究では行われていない並列同時的な認知の改善の方法を探ることであった。その結果、学習に成功した遺伝的アルゴリズムにおける適応度関数では、個々のゲームで得られた利得だけを利用するのではなく,最頻値情報,分布情報を利用しており、ゲームが行われる状況に関する情報であると考えられる。すなわち,今の情報に合わせて解釈された状況全体についての情報である.これらはまたゲームを行う「場」に関する情報とも考えられ、場の情報は認知の学習における「情報生成」にとって本質的な要素となっている.これは本研究における知見である。本研究ではその他に、ゲームを行う初期集団に学習結果がどのように依存するか、また適応度関数のさまざまなパラメータに関する感度分析などについての知見が得られた。これらの知見をまとめ、経営情報学会において研究発表を行った。
新生児期胸腺内ドナー細胞注入法による免疫寛容下同種心移植における免疫機構の解明

本年度は胸腺内ドナー細胞注入方法を用いた同種心移植法の免疫寛容機構の解明を行なう。同種心移植における新生児免疫寛容の免疫機構の解明1)新生仔A系ラットに純系B系ラットの胎児より心筋細胞を抽出し、新生仔A系ラット胸腺内に注入する。妊娠B系ラット約20匹を購入して酵素処理法にて心筋細胞を単離した。このときに心筋細胞の分離培養を同時におこなった。2)成熟B系ラットをDonor heartとして、成熟感作A系ラットの腹くう内に異所性心移植を行なった。3)コントロール群として免疫寛容未導入なる成熟A系ラットと成熟B系ラットを用いて、上記2)と同様手順にて異所性心移植を行なった。感作動物の作成に約34ヶ月経た後に心移植をし約2ヶ月後に免疫学的血清にて評価をおこなった。
中国西南部の民族文字の字形集合に関する情報理論的研究

中国西南部の(雲南省と貴州省に跨る)雲貴高原やその周辺地域に分布する非漢字系の象形文字(絵的文字)や(チベット文字やラテン文字とは関係の薄い)固有の音節文字を対象にして、情報理論的解析を試みて、定量的な面からその特徴を把握することに努めた。具体的には、納西(ナシ)象形文字(東巴文字)、納西標音文字(哥巴文字)、規範彝文、〓〓音節文字などの外に、水文字も対象とした結果、以下のことが判明した。即ち、1.規範彝文、東巴文字(及び哥巴文字)と〓〓音節文字は明らかに漢字とは別系統に属し、これに水書の文字を加えて、一つの文字圏と見なすことに特に問題が無い。2.音標文字や漢字といった直線状字体の研究で得た文字集合の特徴を定量的に把握するための諸指標(各文字の文字単位数の分布状況、各文字と抽出した文字単位集合の対称型の分布状況など)が、象形文字や固有の音節文字といった曲線状字体に適用した場合でも一定の結果が得られて有効であること。また、論展開の必要性に基づいて女真文字(北方系擬似漢字)の字形集合について調査した。(1)本研究の目的は中国西南部の雲貴高原やその周辺に分布する非漢字系の象形文字や固有の音節文字を対象に、情報理論的解析を試みて、定量的な面からその特徴を把握することである。具体的には、納西象形(東巴)文字、納西表音(哥巴)文字、規範彝文、水文字、・・・・音節文字などを主対象にする。(清朝崩壊前後の一世紀間に無知と政策に依って葬り去られようとした)これらと漢字圏の間にかつて交流があったことは確かなようだが、明らかに異なる文字圏を構成しているからである。(2)具体的には、研究代表者が(曾て音標文字で開発し)日中韓の常用漢字で確立した方法論(文字単位集合を抽出して、その(幾何的)対称類型の分布、各文字をなす文字単位数の分布、などを指標とする)を基本的に用いておこなおうとするものである。本研究の目的は中国西南部の雲貴高原やその周辺地域に分布する、非漢字系象形文字や固有の音節文字の字形集合の特徴を、定量的な面から把握することであり、初(H19)年度は主に四川省と雲南省に跨って(現在)使用されている規範彝文を主対象にして、調査解析を実施した。無論、四川省の涼山地方(方言分化の大きい彝語の標準音地域)に直接出掛けて、象形文字に由来するその古文字や規範彝文の資料を調査し、多様な入手を試みて資料を充実させた。『彝語大詞典』とこれらを基に、対象となる文字集合(1164字)を確定し、それに対し情報理論的解析を試みた。文字集合には26種の部首(『彝文検字本』)があり、(排音方案のローマ字表記を分類の補助に使いつつ)基本的には曽て研究代表者が始めた漢字での方法論に倣って、これを独立の文字単位と(そうでない)小図形に仕分けすることから始め、各文字をなす文字単数数の分布、各文字単位字形の(幾何学的)対称類型分布、各文字の配置類型分布の一覧表を得た。それは、来年度以降に実施する別種の(非フェニキア系で、同時に非漢字系)民族文字との関わりを期待させると言える。また、同時に各文字の対称類型分布の一覧表も得た。これは、字数が(約2倍と)近い漢字(常用字)と大きく異なり、字数が(1/151/30と)小規模の音標文字の文字集合に似たデータであったが、説明がある程度つくものである。この他、本年度は水文字と〓〓文字の資料収集に雲南省や貴州省方面にも出掛け、一定の成果を得た。

本研究の目的は中国西南部の雲貴高原やその周辺地域に分布する、非漢字系象形文字や固有の音節文字の字形集合の特徴を、定量的な面から把握することであり、前年(H19)度の規範彝文に続いて、主に雲南省北部で(現在も)使用されている納西象形(東巴)文を主対象にして、資料調査と解析を実施した。無論、雲南省の麗江地区(納西語の標準音地域)の周辺に分布し、象形文字に由来する納西標音(哥巴)文字の資料も充実させた。これらと『納西象形文字譜』と基に、対象となる文字集合(1340字)を確定し、この古漢字(甲骨文)にも似た文字に対して、情報理論的解析を試みた。具体的には、古漢字の『説文解字』や規範彝文の『彝文検字本』に代替できると見た諸資料を用いて、基本的には曾て研究代表者が始めた(現代)漢字での方法論に倣って、これを独立の文字単位と(そうでない)小図形に仕分けすることから始め、文字単位集合を抽出した。また、各文字をなす文字単位数の分布、各文字単位図形の(幾何学的)対称類型分布の一覧表を得た。それは次年度以降に実施する別種の(非フェニキア系で、同時に非漢字系)民族文字との関わりも期待させると言える。また、同時に各文字の対称類型分布の一覧表も得た。結局、この文字の文字単位集合は構成素数や対称類型分布で(字形構成などで似た現代漢字よりは)規範彝文に近いとデータを示すことが判明した。また、本年度は更なる対比データを得るために、西南部と同時期に中華文明の北方方面に曾て分布した女真文字に対しても同様の集合論を試みて、文字集合の統計データを得た。この試みもこれまで実施されたことがないものである。この他、本年度は水文字や類似の民族文字の資料収集に中国の当該地域方面に出掛け、一定の成果を得た。本研究の目的は中国西南部の(雲南省と貴州省に跨る)雲貴高原やその周辺地域に分布する非漢字系の象形文字や固有の音節文字を対象に、情報理論的解析を試みて、定量的な面からその特徴を把握することである。そこで、初(H19)年度の規範彜文、前(H20)年度の納西巴文字に続いて、高原東南麓域(貴州省南部)の三都水族自治県を中心に分布する水(スイ)族の伝統文字、即ち水書(白書と秘伝の黒書)を主対象にして、資料収集と解析を実施した。尚、水書は1980年代(新中国)になって研究の途についたばかりで、経典資料は近年やっと刊行されるようになった。(字形の他に)読音も方言に依って違う状況だが、今回は『水書常用字典』の常用字(471)を対象とした。具体的には、古漢字風と東巴字風の両種が混在するこの字形集合に対して、基本的には曾て研究代表者が始めた(現代)漢字での方法論に倣って、これを独立の文字単位と(そうでない)小図形に仕分けすることから始め、文字単位を抽出した。結局、全てが単体字のこの文字集合のデータ(定量的特徴)は漢字よりは東巴字(特に、890字の単体字集合)と類似点が多い(規範彜文とは概して似ていない)ことが判明した。また、この他に本年度は〓〓(リス)音節文字の資料収集に加えて、代表的な擬似漢字である越南の字喃(チューノム)の予行的解析も実施した。本研究の目的は中国西南部の雲貴高原や周辺地域に分布する非漢字系の象形文字や固有の音節文字を対象に、情報理論的解析を試みて、定量的な面からその特徴を把握することである。そこで、初年度の規範彝(イ)文、次年度の納西東巴(トンパ)文字、前年度の水(スイ)書に続いて、高原北部の(雲南省)維西〓〓族自治県を中心に分布する人口が60万人程の〓〓(リス)族の間に、二十世紀初頭に突如として出現した固有の音節文字を主対象にして、資料収集と解析を実施した。尚、この文字は同時期にキリスト教布教用に現れたフレーザー系の老〓〓文や〓東北部の苗系の禄勤〓〓文とは異なる。具体的には、創字者の凹士波(Ngual sseixbbo,漢人式名:汪忍波)の残した「識字課本」にある1286字を対象(の字形集合)とした。集合は漢字風や納
インプリンティングの分子機構の解明

インプリンティングとは父親由来あるいは母親由来のアリールのみ発現する現象である。この現象は父親あるいは母親の生殖細胞形成過程のみで遺伝子にしるし(メチル化)がつけられるために起こると考えられている。U2af1-rs1という父親由来のアリールのみ発現し、母親由来のアリールはメチル化され発現しない。母親由来のアリールのメチル化は成長期卵が成長する過程で起こることが知られている。そこで成長期卵をin vitroで培養するシステムを開発すればインプリンティングの分子機構の研究がトランスジェニックマウスを用いずにおこなえるので実験が高率化すると考えた。そこでこのようなシステムの開発をおこない、その構築に成功した。実際にin vitroで培養することによりU2af1-rs1にメチル化が入ることと、正常な個体が産まれることから、このシステムにおいてインプリントの確立が起こっていることがわかる。これからはこのシステムを用いインプリンティングの分子機構をおこなっていく予定である。U2af1-rs1という父親由来のアリールのみ発現し、母親由来のアリールはメチル化され発現が抑制される遺伝子のトランスジェニックマウスを作成したところ、内在性のU2af1-rs1のインプリンティングが異常になることを見いだした。しかもこの異常は父親由来の生殖細胞形成過程でのみ起こる。本来この遺伝子は雄の生殖細胞形成過程ではメチル化されないのであるが、メチル化されてしまうのである。このことから雄の生殖細胞形成過程ではメチル化を阻害する因子が結合することによりメチル化されることを阻害しており、トランスジーンが存在するとこの因子が希釈されメチル化されてしまったと考えられる。申請者は、この因子を明らかにするために、まず結合部位を探るため断片化したDNAでトランスジェニックマウスを作成し、インプリンティングの異常が起こるかを調べている。その結果、上流側の断片にはその作用がないことがわかった。
全波数同時光雑音キャンセル法の開発と誘導ラマン分光法による高分子の破壊現象の研究

本課題は高分子の破壊挙動を分子論的観点から明らかにするために、分子構造・凝集状態の情報が得られる分子振動スペクトルを高速に測定する。本年度は高速な分子振動スペクトル計測を実現するために同時多波数高速同時計測誘導ラマン分光法を研究開発してきた。誘導ラマンスペクトルは、ポンプパルス光と白色プローブパルス光を入射し、試料透過後の白色プローブパルス光を分光し、各波数における強度変調を検出することで取得できる。本課題は、積算時間を十分に短くするために白色プローブ光の強度雑音を除去する位相検波法を発展させる計画である。位相検波法においては、白色プローブ光源を1/4パルス繰り返し周期だけ遅延させた参照光とプローブ光を重ねて検出することで、強度雑音とは無関係に試料による強度変調をパルス繰り返し位相変調に変換しパルス繰り返し位相検波により信号雑音比(S/N)を向上させる。しかし、実際は光を検出するフォトダイオード(PD)や電子回路素子の特性により、強度雑音が一位相雑音を引き起こし、S/Nが制限されてきた。そこで、位相検波の参照信号を強度雑音に基づいて位相変調することで位相雑音を打ち消す方法を開発した。この方法でも一定の効果が得られたが、位相雑音の主要因は、PDの接合容量が入射光強度に依存して変化するためであることが判明した。2018年度は光検出信号をPDに帰還するブートストラップ法を導入し、PDによる接合容量変化が位相雑音を引き起こさないような構成とした。ブートストラップ法では、PDのアノードとカソードの電圧が一定になるように出力を帰還するため、PDの接合容量を通して流れる電流が零になる。すなわち、接合容量が回路に寄与しなくなる。ブートストラップ法を用いた場合、参照信号の位相変調と比較して、より単純な構成でより効果的なS/N向上が得られることが明らかになった。当初の計画では、2018年度は位相検波の参照信号を強度雑音に基づいて位相変調する方法でS/N向上をした誘導ラマン分光法を開発し、誘導ラマンスペクトルを取得するシステムに引っ張り試験器を導入して、高分子の破壊挙動を振動分光法で観測する予定であった。しかし、進捗で述べたように当初の計画のように観測した信号の後処理よりも、位相雑音の原因そのものを打ち消すブートストラップ法が、回路がより単純でかつ効果的であることが明らかになった。しかし、ブートストラップ法は出力を入力側のPDへ正帰還する方法で、本研究のように分光後の微弱光を検出するための並列共振回路負荷と組み合わせて用いると原理的に不安定(発振することがある)であることも分かった。回路を安定に動作させるには帰還のゲインを下げざるを得ないが、ゲインを下げるということはPDの接合容量変動による悪影響を完全には除去できないことと同じである。そこで、2019年度に述べるように、共振回路負荷とPDの電流は接続しつつも電圧は無関係にする方法を用いて、さらなるS/N向上を検討中である。以上のように、より効果的な方法を模索してから多波数同時計測を実現する方が予算を有効に活用できると判断し、位相雑音を打ち消す方法を研究したため、当初の計画よりもやや遅れていると評価する。2019年度は、先ずは同時多波数高速同時計測誘導ラマン分光法に用いる回路形式を検討・確定させる。この検討を踏まえて、全波数にその形式を適用し、誘導ラマンスペクトルを高速に取得するシステムを完成させる。波数の分だけ、多数(128個)の回路基板が必要になるので、研究代表者は回路設計と図面作成をし、作製は基板作製・部品実装業者へ外注する。作製した誘導ラマンスペクトルを取得するシステムに、高分子に外力を印加する引っ張り試験器を導入し、高分子の破壊挙動を分子論的に明らかにする。引っ張り試験器の作製は、東京理科大学の工作室か、機械加工業者へ依頼する。当初の計画から変更する回路形式は次のとおりである。従来法ではインピーダンスが高い共振回路負荷とPDが直接接続されている為、光電流による電圧降下を生じ、アノード・カソード間に電圧変化が現れるため、接合容量を通して光電流が流れる。従って、接合容量変化が出力の位相変化(位相雑音)となっていた。検討中の回路形式は、電界効果トランジスタ(FET)のゲート接地回路のソース(入力)にPDを接続し、ドレイン(出力)に共振回路負荷を接続する。このようにすると、PDから出力された光電流はFETを通して共振器負荷に流れるので、電圧出力が得られる。一方、ソースはインピーダンスが低いので、光電流が入力されても電位がほとんど変化しない。すなわち、PDの電圧は共振回路負荷の電圧とは切断され、光電流による電圧降下を生じない。結果、PDの電圧が一定に保たれるため、接合容量を通して流れる光電流がほぼ零となるので、光の入射による接合容量変化が位相雑音には寄与しなくなる。実際は、FETのソースのインピーダンスは数十Ωで、完全には零にはできない(しかし、数kΩの共振回路と比較すると、100倍小さい)。これが問題になる場合は、ブートストラップ法と組み合わせることも可能である。非繰り返し高分子の破壊現象を分子論で研究するために、分子振動スペクトルを高速に取得する方法を開発する。そのために、2018年度までに多波数同時計測ワンショット誘導ラマン分光法を開発する。