hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
画像情報の新しい領域適応圧縮アルゴリズムとその統合化の研究

1.フラクタル符号化において,微小な基本ブロックを統合して可変形状のレンジブロックとする新しい領域適応フラクタル符号化方式について研究し,以下の成果を得た.(1)基本ブロックの統合において,誤差そのものではなく誤差の増加量を統合基準とする新しい方式を提案し,圧縮性能が約1dB向上した.(2) (1)の方式において,誤差の増加量のしきい値を一定にするよりも,小さい値から次第に増加させることが統合の最適化に有効である.(3)ある順序でレンジブロックを統合した後,その逆順にレンジブロックの周りのブロックを統合し直すことにより,統合の順序による影響をほぼ完全になくすことができた.(4) (1)(3)の工夫により圧縮性能が約2dB向上した.(5)復号時収束回数を符号化時に指定できる手法を提案し,これより復号が一定時間内に終了できることを示した.2.領域適応圧縮アルゴリズムの中核をなす技術であるブロックマッチングについて研究し,以下の成果を得た.(1)ブロック間の自乗誤差の計算を最小限に抑える計算アルゴリズムを提案し,約3倍の高速化を実現した.(2)探索方法の変更,探索範囲の限定を施すことにより,更に2倍の高速化を実現した.3.既に復号された領域を利用する圧縮符号化において,圧縮データの遅延や反復打ち切りなどにより着目する領域の復号が正常に行われなかった場合,そのデータを廃棄せずに利用し,次の領域の復号時までに内部データを更新する手法を提案し,誤りの伝搬の回避に大きな効果があることを示した.以上のように,領域適応化の要素技術を統合し高性能化することにより,さまざまな圧縮方式において生ずる諸問題を解決し,符号化性能の向上を実現することができた.1.フラクタル符号化において,微小な基本ブロックを統合して可変形状のレンジブロックとする新しい領域適応フラクタル符号化方式について研究し,以下の成果を得た.(1)基本ブロックの統合において,誤差そのものではなく誤差の増加量を統合基準とする新しい方式を提案し,圧縮性能が約1dB向上した.(2) (1)の方式において,誤差の増加量のしきい値を一定にするよりも,小さい値から次第に増加させることが統合の最適化に有効である.(3)ある順序でレンジブロックを統合した後,その逆順にレンジブロックの周りのブロックを統合し直すことにより,統合の順序による影響をほぼ完全になくすことができた.(4) (1)(3)の工夫により圧縮性能が約2dB向上した.(5)復号時収束回数を符号化時に指定できる手法を提案し,これより復号が一定時間内に終了できることを示した.2.領域適応圧縮アルゴリズムの中核をなす技術であるブロックマッチングについて研究し,以下の成果を得た.(1)ブロック間の自乗誤差の計算を最小限に抑える計算アルゴリズムを提案し,約3倍の高速化を実現した.(2)探索方法の変更,探索範囲の限定を施すことにより,更に2倍の高速化を実現した.3.既に復号された領域を利用する圧縮符号化において,圧縮データの遅延や反復打ち切りなどにより着目する領域の復号が正常に行われなかった場合,そのデータを廃棄せずに利用し,次の領域の復号時までに内部データを更新する手法を提案し,誤りの伝搬の回避に大きな効果があることを示した.以上のように,領域適応化の要素技術を統合し高性能化することにより,さまざまな圧縮方式において生ずる諸問題を解決し,符号化性能の向上を実現することができた.1.領域分割によって得られる可変形状ブロック内の画像を,それを包含する矩形ブロックの直交変換基底の一部を用いて展開する任意形状変換符号化について検討し,以下の成果を得た.(1)矩形2次元DCTの基底を基にして,任意形状に適合し,かつ冗長性のない新しい変換基底を導いた.(2)(1)の基底を用いる任意形状変換符号化の実験を行った結果,圧縮性能が向上した.2.フラクタル符号化方式において,微小な基本ブロックを統合してレンジブロックとする新しい可変形状フラクタル符号化方式について研究し,以下の成果を得た.(1)レンジブロックの近似誤差を削減するためにドメインプールを書き換えながら符号化を行う手法を提案した.この手法は固定形状及び可変形状フラクタル符号化に広く適用でき,圧縮性能の向上に有効である.(2)基本ブロックの統合において,4隣接統合よりも8隣接統合の方がより形状に整合したレンジブロックを形成することができること,統合方式によるレンジブロック生成の方が四分木分割方式よりも圧縮性能が高いことを明らかにした.(3)輝度値の分散の大きな基本ブロックの周りを優先して統合する手法によって,圧縮性能が更に向上した.3.ウェーブレット変換を含むサブバンド符号化方式において,分析・合成フィルタ特性を領域に適応して変化させる時変サブバンド方式について研究し,以下の成果を得た.(1)タップ長の異なる二つのフィルタバンクを切替える場合の完全再構成条件を導いた.(2)完全再構成条件を満たすフィルタバンクが与えられた場合に,領域の境界に対して適用する中間フィルタの設計手法を明らかにした.(3)本手法により画面端を含む画像全体でフィルタ切替えによる歪をなくすことができることを実証した.以上のように,領域適応化により各方式の圧縮性能の向上を実現することができた.1.フラクタル符号化方式において,微小な基本ブロックを統合して可変形状のレンジブロックとする新しい領域適応フラクタル符号化方式について研究し,以下の成果を得た.(1)基本ブロックの統合において,誤差そのものではなく誤差の増加量を統合基準とする新しい方式を提案し,画質劣化を最小限に抑えながら情報量を削減することができた.

(2) (1)の方式において,誤差の増加量のしきい値を一定にするよりも,小さい値から次第に増加させることが統合の最適化に有効であることを明らかにした.(3)ある順序でレンジブロックを統合した後,その逆順にレンジブロックの周りのブロックを統合し直すことにより,統合の順序による影響をほぼ完全になくすことができた.(4) (1)(3)の工夫により圧縮性能が約2dB向上した.(5)復号時の収束回数を符号化時に指定できる手法を提案し,これより復号が一定時間内に終了できることを示した.この手法は,特に動画像フレーム内符号化において有効である.2.領域適応圧縮アルゴリズムの中核をなす技術であるブロックマッチングについて研究し,以下の成果を得た.(1)ブロック間の自乗誤差の計算を最小限に抑える計算アルゴリズムを提案し,約3倍の高速化を実現した.(2)探索方法の変更と探索範囲の限定を加えることにより,更に2倍の高速化を実現した.3.既に復号された領域を利用する圧縮符号化において,圧縮データの遅延や反復打ち切りなどにより着目する領域の復号が正しく行われなかった場合,そのデータを廃棄せずに利用し,次の領域の復号時までに内部データを更新する手法を提案し,誤り伝搬の回避に大きな効果があることを示した.以上のように,領域適応符号化の要素技術を統合し高性能化することにより,さまざまな圧縮方式において生ずる諸問題を解決し,符号化性能の向上を実現することができた.
多様体,特にリーマン面上の解析等の研究とその物理学および工学への貢献

本研究課題は,リーマン面論の本質的な部分に貢献すると同時に翻って工学や物理学との知見の交流を通じてこれら実際的分野(特に流体力学)にも少なからず貢献し得る,との見地から立案された.とりわけリーマン面接続の理論あるいは等角的埋め込みの理論等の非常に自然で意義深い研究分野に資するところ大との認識に立っている.平面上の流れについては初年度に,また一般のリーマン面上での流れについては最終年度に行った.平面上での古典的な場合における成果はすでに国際学会で発表され,また研究分担者の伊藤との共著として近々論文が公刊される.結果を具体的かつ簡潔に述べる:ランキンの卵形の面積はそれぞれの場合において到達可能な最大面積にきわめて近い値を取り得る.種数1の非コンパクトなリーマン面上での理想流体とランキンの卵形に相当する現象を関数論的に探ることは,同分担者と共同研究の形で継続進行中である.われわれの成果は,代表者自身によって,リーマン面上の種々の距離の等角写像論的研究や古典的単葉関数論へ有効に応用されはじめた.この方法と成果は今後が期待される.一方各研究協力者がそれぞれ独自あるいは共同に得た成果は,代表者に多くの有益な注意や助言として与えられた:會澤は4分木を拡張して図形操作のコンパクトな記述を与え,伊藤は渦糸格子における周期解の構成方法の妥当性を数値的に論じ,岩瀬は母数推定における損失関数について考察した.太田はKdV方程式・1次元戸田格子方程式・ある種のYang-Mills方程式やその解の離散化を研究した.佐藤は同じく分担者の伊藤との共同研究として主成分分析を因子分析の代用として因子数を決定する方法の正当性について論じ,また加藤は生体システムのダイナミックスを非線形時系列モデルの適用によって研究した.本研究課題は,リーマン面論の本質的な部分に貢献すると同時に翻って工学や物理学との知見の交流を通じてこれら実際的分野(特に流体力学)にも少なからず貢献し得る,との見地から立案された.とりわけリーマン面接続の理論あるいは等角的埋め込みの理論等の非常に自然で意義深い研究分野に資するところ大との認識に立っている.平面上の流れについては初年度に,また一般のリーマン面上での流れについては最終年度に行った.平面上での古典的な場合における成果はすでに国際学会で発表され,また研究分担者の伊藤との共著として近々論文が公刊される.結果を具体的かつ簡潔に述べる:ランキンの卵形の面積はそれぞれの場合において到達可能な最大面積にきわめて近い値を取り得る.種数1の非コンパクトなリーマン面上での理想流体とランキンの卵形に相当する現象を関数論的に探ることは,同分担者と共同研究の形で継続進行中である.われわれの成果は,代表者自身によって,リーマン面上の種々の距離の等角写像論的研究や古典的単葉関数論へ有効に応用されはじめた.この方法と成果は今後が期待される.一方各研究協力者がそれぞれ独自あるいは共同に得た成果は,代表者に多くの有益な注意や助言として与えられた:會澤は4分木を拡張して図形操作のコンパクトな記述を与え,伊藤は渦糸格子における周期解の構成方法の妥当性を数値的に論じ,岩瀬は母数推定における損失関数について考察した.太田はKdV方程式・1次元戸田格子方程式・ある種のYang-Mills方程式やその解の離散化を研究した.佐藤は同じく分担者の伊藤との共同研究として主成分分析を因子分析の代用として因子数を決定する方法の正当性について論じ,また加藤は生体システムのダイナミックスを非線形時系列モデルの適用によって研究した.今年度の目標は大別すれば2つで,1つは代表者の従来の純粋数学的な研究の継続的遂行と応用的見地からの吟味であった.具体的な成果としては,閉リーマン面の等角的埋め込みによって実現された理想境界の計量的評価が与えられた.すなわち,可能なあらゆる埋め込みに際して,埋め込まれた面のヤコビ多様体の普遍被覆空間である複素空間の中で考えた理想境界の直径は有界であることが示された.もう1つは,流体力学的な現象であるランキン卵と純粋数学的研究との具体的な関わりを明らかにすることであったが,最も簡単かつ重要な「単連結な流れ場」を考案した.湧き出し・吸い込み対の位置・強さ等の物理量と単葉有理型関数の係数との対応関係を正確に与え,ランキン卵の等角写像論的な意味(面積)を調べた.分担者の一人である伊藤雅明との作業により,一部は理論的に一部は計算的に得られた成果を,1997年秋にキプロス共和国で開かれた「計算的方法と関数論に関する第3回国際会議」において発表した.純粋思考の実践的活用を図る各研究分担者もまた独自の成果を得,研究手法や方向性等を代表者に指摘した.以下具体例を挙げる.まず,會澤は木文法を2次元配列上に拡張し生成可能な2次元パターンの性質を研究し,伊藤は渦糸格子における周期解の構成等を研究した.

太田は離散的パンルヴェ方程式の自己双対構造の解析を行い,ある種の非線形可積分系に対する非自明な真空状態上の解空間を構成した.物理とはまた違った意味で実践世界に強く関わる形で,岩瀬が水環境での物質濃度の推定方法に関する研究を行い,佐藤は室内中の空気の流れを喫煙者に影響されずに解析するためにランダム係数回帰モデルを適用した.また,加藤は平均非定常性を示すデータについてベイズ型多変量フィードバックモデルをあてはめて統計的システム解析を行った.昨年度は,平面上の理想流体の流れ,特にいわゆるランキンの卵形を,等角写像論・単葉関数論における面積定理を基軸とした関数論的な意義を中心に研究し,相応の成果を収めた.今年度の目標は,この考えを平面領域のみならず一般のリーマン面にも適用しようとするものであった.これについては,必要な物理学・工学,特に流体力学的な知識を集め,数学的方法によってわれわれの問題への具体的な適用を図れる見通しがついた.すなわち,計算すべき量と計算方法についての見通しが得られたことが今年度の主たる成果である.研究経過において,それぞれ違った固有の分野で研究活動を続けている各研究分担者(彼らの個々の成果については紙幅の都合で割愛)からの支援が殊のほか多かった.計算実行の可能性とその後に最終結果をまとめ得る見通しを得た.本研究課題での研究費支給は本年度をもって打ち切られるが,具体的な計算とさらなる考察については今後も研究を続ける予定である.昨年度に計画実行したこと,平面上のランキン卵形の関数論的な研究は一応の解決を得て,近々その成果を含む論文が公刊される予定であるが,これは未だ解決すべき問題を残してもいる.それについても今後研究を続ける予定である.また,かなり以前に得た(しかも本研究課題の基調にもなっている)われわれの成果を古典的な単葉関数論に適用してあらたな結果を得ることも行われ始めた.われわれの結果がより詳しく精密にかつ一般になった今,これらの適用範囲とその結果も変化を遂げることは必定であるから,この方向にも十分な関心を払い続けたいと考えている.
現代の宮座の総合的調査研究および宮座情報データベースの構築

1.全体成果--この研究は、最近沈滞化しっつある宮座研究を活性化するための新たな基礎を構築することに目的があったが、総論的にいえば、宮座概念の再検討、近畿地方以外の宮座の集中的調査および「宮座文献データベース」の構築などの成果を挙げることができた、この共同研究を開始以来、宮座研究は再び活発になりつつあり、数冊の学術書も刊行されるようになり、宮座研究の再活性化の目標は実現しつつあるといえる。2.中国地方・九州地方の宮座--現地調査として、大分県国東半島の大田村白髪田原神社の宮座およびその祭礼の調査、岡山県建部町の志呂神社の宮座祭礼の調査を共同で実施するとともに、広島県久井町の久井稲生神社の文書調査、撮影、祭礼調査を実施した。これらは何れも「名」、もしくは神官組をベースとする当屋制を特徴としており、直接的に家をベースとしている近畿地方の当屋制とはことなる当屋制を基礎とする宮座である。また、これらの中世的と考えられる宮座組織が、現在、激しく変貌しつつある実態が明らかになった。中国・九州の宮座の特徴を以下のように、ほぼ確定することができた。名ないし名に類似する社会組織を基盤としていること、名の中で特定の「名」が優越した地位を持つこと、「名」によって神前の着座位置が固定している例が多いこと、神官・社家は別に座を構成する例が多いこと、当屋制を規定する原則として年齢的要素が見られないこと。3.『宮座文献目録2003年版』と「宮座研究データベース」の構築--「宮座研究データベース」を完成させ、国立歴史民俗博物館の公開データベースのひとつとして公開する準備を整えた。1.現地調査第1年度にあたる平成15年度は以下の地域で現地調査を実施した。(1)滋賀県野洲郡野洲町の御上神社の宮座--ここでは宮座が現在,著しく変貌しつつある実態を中心に調査した。特に株座的な宮座組織が存続の危機を迎えている実態が明らかになった。(2)滋賀県湖北地方のオコナイの調査--オコナイは仏教的な宮座祭祀であるが、ここでも当屋の順序をめぐって、あらたな制度が模索されている状況が明らかになった。(3)奈良県宇陀郡室生村--年齢順の制度と当屋制度との緊張関係を中心に調査した。(4)岡山県志呂神社における宮座史料の収集調査(5)大分県西国東郡大田村における宮座資料の収集と祭礼の調査2.文献の収集と文献目録の作成--これまでの人類学、民俗学、歴史学、社会学などの文献を複写によって収集し、日本の宮座の論文データベースを作成し、『宮座文献目録2003年版』として刊行した。3.「肥後和男宮座調査資料」の分析とデータ化--この資料は、調査の素資料の形にとどまっており、これを利用して現在の宮座と比較するためには、調査地ごとにデータを作成し、パソコンで入力してデータベース化する必要があるが、平成15年度は滋賀県分をデータ化を完了した。(1)宮座の儀礼と組織、および関係文書の調査は以下の地域で実施した。・滋賀県野洲郡野洲町の御上神社の宮座および秋祭の調査・滋賀県北部地域のオコナイの調査(木之本町、高月町、山東町ほか)・京都府福知山市における宮座芸能の調査・和歌山県粉河町における宮座調査・兵庫県三田市および新宮町の宮座関係文書の調査・岡山県神郷町の宮座調査・広島県久井稲生神社の宮座、および宮座関係文書の調査・広島県廿日市市の宮座関係文書の調査・山口県防府市における宮座調査

・福岡県八女郡星野村における宮座の調査(2)宮座関係文書の資料化として、以下の文書の撮影、CD化および紙焼き本の制作を行った。・宮座関係資料集成2聖心女子大学史学研究室所蔵宮座関係文書・宮座関係資料集成3久井稲生神社文書(なお、宮座関係資料集成1は、2003年度に制作した「志呂神社文書」)。このほか三田宮座関係文書、新宮町宮座関係文書、廿日市市宮座関係文書、山国荘宮座関係文書、御上神社宮座関係文書の撮影を実施し、CD化、紙焼き本を制作準備にあたった。(3)宮座研究文献目録のデータ補充と公開準備として、約75件の文献の補充を行った。1.研究会は今年度5回実施した。報告の中心は、これまで3年間に研究分担者・研究協力者が現地調査を実施した各地の宮座であるが、この研究の主眼であった近畿地方以外の宮座の報告は中心となった。これまでの報告から、宮座の構造は、近畿地方の宮座、兵庫県以西の中国地方、九州地方の宮座、および関東・東北地方の宮座に区分できる見通しが得られたのは大きな成果であった。近畿地方の宮座と比較して、近畿地方以西の宮座は中世荘園「名」を基盤とし、家を単位とする当屋制ではなくて、「名」を単位とする当屋制をもつことが大きな特徴である。最後の研究会では、近畿地方以外の宮座についての広範な調査を踏まえて、現段階における宮座の概念について総括的な検討を行った。2.今年度は、東湖八幡神社(秋田県潟上市)、上鴨川住吉神社(兵庫県)の宮座について共同の現地調査を実施することができた。とくに、東湖八幡神社の統人行事は、当屋制にもとづいて祭祀が行われており、東北地方における宮座を考察する上で重要な事例資料を収集することができた。このほかにも、久井稲生神社の御当行事(広島県)、若狭宇波西神社の宮座(福井県)、滋賀県米原市志賀谷のオコナイ、岡山県新見市の倉嶋神社の宮座、山口県防府市の宮座等の調査も実施した。3.3年間にわたって作成をすすめてきた「宮座研究データベース」を完成させ、国立歴史民俗博物館の公開データベースのひとつとして公開する準備を整えた。
処理負荷の半球間での不均衡が両半球分配優位性に与える影響

2つの情報を統合処理する際に,片側大脳半球(視野)だけに2つの情報を投入する場合に比べ,各半球(視野)に分けて情報を投入する場合の方が処理の効率がいいことがある.これを両半球分配優位性という.処理負荷が高い場合では,片側半球での処理では効率的でなく,両半球に分配されると各半球で処理が並行して行われるため効率的な処理が行われると考えられる.もしこれが正しいなら,処理負荷の半球間のバランスが不均衡な場合には,処理負荷が高い課題においても両半球分配優位性が得られないことが予想された.平成10年度実施の実験に引き続き,この仮説を確かめるために2つの実験が行われた.1つ目の実験では,処理負荷の不均衡を作り出すためにターゲット情報が呈示される前に先行して,手がかり刺激が左あるいは右視野に呈示された.先行して呈示された手がかりの側に注意が配分され,処理負荷の半球間での不均衡が生じると想定するのである.課題は,昨年実施したものと同様にひらがな-カタカナ文字対の照合であった.異なるのは,文字対に先行して「*」が左あるいは右視野瞬間呈示されることであった.その結果,以下のことが明らかとなった.先行手がかりのない条件(昨年実施)と同様に両半球分配優位性が認められ,この効果は手がかりの呈示視野に関係なく認められた.また,全体の成績は,左視野に先行手がかりが呈示されたときの方が優れていた.2つ目の実験では,カナ文字の心的回転課題を使って,処理負荷の半球間での不均衡を操作した.被験者にはカナ文字対が同じ表示形式か否か(両者とも標準あるいは鏡映か,1つが鏡映,もう1つが正立)の判断が要求された.文字対は,2文字合計で120°回転されて,かつ鏡映或いは正立で呈示された.その結果,各文字が同じ程度回転して呈示された条件ほど,両半球分配優位性が大きくなることが示唆された.このことは,両半球分配優位性が,処理負荷の高低に加え,処理負荷の半球間での不均衡によって変動することを示唆している.2つの情報を統合処理する際に,片側大脳半球(視野)だけに2つの情報を投入する場合に比べ,各半球(視野)に分けて情報を投入する場合の方が処理の効率がいいことがある.これを両半球分配優位性という.処理負荷が高い場合では,片側半球での処理では効率的でなく,両半球に分配されると各半球で処理が並行して行われるため効率的な処理が行われると考えられる.もしこれが正しいなら,処理負荷の半球間のバランスが不均衡な場合には,処理負荷が高い課題においても両半球分配優位性が得られないことが予想された.そこで以下に示す2つの実験では,処理負荷の半球間での不均衡を操作した課題における両半球分配優位性を測定した.結果は予想通り,半球間での処理負荷が不均衡な場合には両半球分配優位性は認められなかった.実験1では,名称判断課題(タ-た)と母音課題(あ-タ)を右利き大学生に与えた.例えば「タ-た」が同じか異なるかの判断が要求される.形態と音韻処理の2過程が想定される.母音課題では文字対において共通の母音が含まれるか否かの判断を要求するものであった.文字対の1つは母音であった.例えば「あ-タ」の場合,「タ」から母音を抽出するには,形態,音韻,母音抽出,の3つの処理過程を必要とする.これに対して「あ」から母音を抽出する場合は,形態判断と音韻判断の2つである.この課題において両視野提示条件の場合,半球間での行われる処理ステップに不均衡が生じることになる.この課題は処理ステップの視点からすると,名称判断課題よりも処理負荷が高い.結果は,処理負荷が比較的高い母音課題で両半球分配優位性が認められず,名称判断課題では従来通りの両半球分配優位性が認められた.実験2では,未知の文字に音を連合させ連合の強度を変えることで処理負荷の半球間でのバランスを操作した.その結果,負荷のバランスが悪い時に両半球分配優位性は認められなかった.2つの情報を統合処理する際に,片側大脳半球(視野)だけに2つの情報を投入する場合に比べ,各半球(視野)に分けて情報を投入する場合の方が処理の効率がいいことがある.これを両半球分配優位性という.処理負荷が高い場合では,片側半球での処理では効率的でなく,両半球に分配されると各半球で処理が並行して行われるため効率的な処理が行われると考えられる.もしこれが正しいなら,処理負荷の半球間のバランスが不均衡な場合には,処理負荷が高い課題においても両半球分配優位性が得られないことが予想された.平成10年度実施の実験に引き続き,この仮説を確かめるために2つの実験が行われた.1つ目の実験では,処理負荷の不均衡を作り出すためにターゲット情報が呈示される前に先行して,手がかり刺激が左あるいは右視野に呈示された.先行して呈示された手がかりの側に注意が配分され,処理負荷の半球間での不均衡が生じると想定するのである.課題は,昨年実施したものと同様にひらがな-カタカナ文字対の照合であった.異なるのは,文字対に先行して「*」が左あるいは右視野瞬間呈示されることであった.

その結果,以下のことが明らかとなった.先行手がかりのない条件(昨年実施)と同様に両半球分配優位性が認められ,この効果は手がかりの呈示視野に関係なく認められた.また,全体の成績は,左視野に先行手がかりが呈示されたときの方が優れていた.2つ目の実験では,カナ文字の心的回転課題を使って,処理負荷の半球間での不均衡を操作した.被験者にはカナ文字対が同じ表示形式か否か(両者とも標準あるいは鏡映か,1つが鏡映,もう1つが正立)の判断が要求された.文字対は,2文字合計で120°回転されて,かつ鏡映或いは正立で呈示された.その結果,各文字が同じ程度回転して呈示された条件ほど,両半球分配優位性が大きくなることが示唆された.このことは,両半球分配優位性が,処理負荷の高低に加え,処理負荷の半球間での不均衡によって変動することを示唆している.
膜タンパク質の局在およびトポロジー形成原理の網羅的解明とデータベースの構築

本研究は、細胞内におけるタンパク質の局在化および膜トポロジー構築原理の網羅的な解明と、実験的検証に基づいて広範な情報収集を行い、詳細なデータベースの構築を目的としている。本年度は、以下のことを明らかにした。(1)ミトコンドリア外膜のカルボキシル末端アンカー型膜タンパク質の、動物細胞における局在シグナルの確定を行なった(Horieら、MBC、2002)。(2)アミノ末端を細胞外に提示する一回膜貫通型シグナルアンカー配列の、小胞体膜上での構造形成に必要な構造をアミノ酸残基レベルで明らかにした(Kidaら、FEBS lett.、2001)。(3)Na/H交換輸送体(NHE6)がシグナルペプチドを有すること、ならびにそれに続くトポロジー形成配列を明らかにし、NHE6分子が小胞体系のオルガネラ膜に局在することを決定的に示した(Miyazakiら、JBC、2001)。(4)Kイオンチャネル(KAT1)の構造形成過程を探求し、6本の膜貫通セグメント(S1S6)の組み込み様式を解明した。S1とS2が順次組み込まれること、正電荷を有する親水的膜貫通セグメントS4はS3と同時に相互に依存しながら膜内に組み込まれること、イオンチャネルファミリーに保存されている"Pループ構造"を含むS5-S6領域はS1-S4の領域とは独立に組み込まれうることを示した(Sato, Y.ら、PNAS、2002)。(5)Kイオン輸送体(AtHKT1)については、"膜貫通-Pループ-膜貫通"の基本構造が4回繰り返した新しいトポロジーモデルを証明した(Katoら、PNAS、2001)。(6)ゴルジマトリックスタンパク質が小胞体を経由せず直接ゴルジ体に標的化されることを示した(Yoshimuraら、JCS、2001)。
都市ガス燃焼性評価システムの構築

1.本研究において独自に考案した方法で試験ガスの絶対燃焼速度を観測することができることを明らかにし、観測装置を試作した。この方法は、サイズの異なる数本(8本)の円柱管内を伝播する火炎速度を観測し2パラメータを有する多項式関数フィッティングにより円柱管内を火炎が伝播する時に観測される壁面近傍での消炎層の厚みと併せて当該ガスの当量比における絶対燃焼速度を知る。マルチサイズ円柱管に試験ガスの予混合ガスがを封入し、これに同時に点火することで円柱管内に一定の間隔(約500mm)で設置したイオンプローブによりその間を火炎が伝達する時間を精密に測定することで夫々の半径を有する円柱管内を伝播する火炎速度を観測する。、2.火炎面積法によって相対的な燃焼速度をモニターする層流予混合バ-ナを試作し、バ-ナポート上に形成される円すい状の火炎の火炎面面積をビデオカメラとPCによって観測する。火炎面面積法から出す燃焼速度は反応面直前での予混合ガスの温度を知ることとなしには絶対燃焼速度とはならない。3.本研究の方式ではマルチサイズ円柱管火炎伝播式絶対燃焼速度観測により当該ガスの最高燃焼速度(当量比)と火炎面積法でのモニターとの結合で当該ガスの生産現場で有効かつ十分にその燃焼性を基礎とした制御を行うことができる。4.試作システムを使ってプロパンならびに13A,6Cガスの燃焼性を評価した。
リコンビナント抗原を用いた抗肝臓自己抗体の化学発光イムノアッセイ法の開発

現在、自己抗体の関与した肝炎のうち、肝特異的な抗原の同定されているのは肝腎ミクロゾーム抗体(LKM法)である。LKM-1がType2型自己免疫性肝炎であらわれ、抗原はチトクロームP450IID6であり、LKM-2がある種の薬剤性肝炎であらわれ、抗原はチトクロームP450IIC9である。しかしこれらを実際の臨床で簡便に測定する方法は現在ない。そこで、チトクロームP450に対する自己抗体検出系の開発を行った。ヒトチトクロームP450IID6,IIC9遺伝子を酵母に組み込み、ヒトリコンビナントチトクロームP450IID6,IIC9を大量発現させ、そのマイクロゾーム分画を得た。これをプレート固相化して、患者血清中の抗ヒトチトクロームP450自己抗体検出のためのELISA系をセットアップした。系の基礎検討を行ったところ、それぞれをウサギに免疫して得た抗ヒトチトクロームP450IID6,IIC9陽性血清に対し、良好な感度、希釈曲線、再現性を得た。しかしながら、健常者血清で陽性が多く見いだされ、検討の結果酵母の構成蛋白(少なくとも4つ、MW3500045000)に対する抗体が健常者で高率に存在するためおこる疑陽性であることが分かった。そのため、リコンビナントチトクロームP450の精製を進めた系が必要であると考えられ、現在セットアップ中である。
深層地下水が降雨流出・崩壊発生に及ぼす影響

深層地下水が,降雨流出,崩壊発生現象に及ぼす影響を調査するために,2地域における現場観測,また大規模降雨実験を行った。第一の調査地域は,足尾山地東部の山地小流域である。調査流域は,砂岩・頁岩互層の流域,およびチャートの流域である。砂岩・頁岩流域は1-4mの厚さの土層に覆われており,その谷頭部には大きな湧水がある.チャート流域では全体の20%の面積で基盤岩が露出し,間欠水流が見られる.水文観測の結果は,2つの流域での流出経路の違いを示した.砂岩・頁岩流域では,基盤岩への深部浸透と地下水流が卓越するのに対して,チャート流域では土層内の側方流が卓越した.これと同様の水文観測を日光市付近の流紋岩山地においても行った。流域面積は,1-5haの3つの流域である。水文観測の結果,日光の流文岩流域における降雨ピークに対する流量ピークの遅れ時間は,それぞれ1.2時間,0.7時間であり,降雨の累積により流出量が著しく増加していった。これらの結果を従来の知見と比較すると,この遅れ時間は,花崗岩地域よりは早く,中古生層地域よりは遅いように思われる.遅れ時間の差異は,基盤岩中を経由する地中水の,流出に対する寄与の大きさによるものと考えられる.上記で観測された,深層地下水の流出の遅れを調べるために,防災科学技術研究所にある大規模降雨実験装置を用い,大型降雨実験を行った。その結果,亀裂から岩盤へ入る水は,降雨からのタイムラグがあること,また,流出に至るまでは時間がかかるものの,その後は継続して岩盤からの流出があった。以上の結果は現場の現象と類似しており,岩盤からの流出の寄与についてそのメカニズムを明らかにする端緒となった。中古生層の降雨流出過程には,岩盤内部の地下水が大きく寄与していることが明らかとなってきた.しかし,中古生層には砂岩・頁岩・石灰岩・チャート・緑色岩などのさまざまな岩石が含まれており,それぞれの基盤岩に対応した流出過程は未だに明らかとなっていない。しかし,砂岩・頁岩やチャートといった中古生層に普遍的に見られる基盤岩の流出特性を明らかにした研究はなく,防災上問題があると考えられる.本研究の研究地域は足尾山地東部とした.この地域は中古生層足尾帯に属し,主に砂岩とチャートが見られる.試験流域の地質条件として砂岩とチャートの2種類を設定し,それぞれ流域面積10ha程度の大流域,1ha程度の小流域を設置し流出解析を行った.試験流域での流量観測は1999年9月より開始した.流量の測定は,パーシャルフリュームや三角堰を用いて行い,データロガーにより連続観測を行った.パーシャルフリューム付近に雨量計を設置し,降雨量の観測も同時に行った.さらに電気伝導度計を設置し,渓流水質の変化についても観測を行った.1999年10月27日に降雨流出イベントが観測された.砂岩の小流域のハイドログラフでは,降雨強度のピークに対応して流量が増加し,降雨終了直後に流出の1次ピークを形成した.さらに,降雨から6時間後に小さな2次ピークを形成し,2次ピーク後の流量の減衰はチャートに比べてかなりゆるやかだった.また降雨後には電気伝導度が大きく増加した.一方チャートの小流域では,降雨強度の大きい時間でも砂岩に比べて流量の増加量は比較的小さかった.しかし,降雨終了後に急激に流量が増加し,降雨ピークから3時間後に流出ピークが見られた.流出ピーク後の減衰はかなり早く,2日程度で降雨前の流量に戻った.

電気伝導度には顕著な変化は見られなかった.以上の結果から,砂岩流域では,降雨流出に基盤岩地下水が大きく影響を与えていることが推測される.チャート流域では,チャート山地に特有のレキ質の土層が影響を与えている可能性がある.近年,岩盤内部の地下水が降雨流出に大きく寄与していることが明らかとなってきている。特に,中古生層山地において,この傾向は顕著であるという指摘はあるが,中古生層においては,砂岩・頁岩やチャートといった個別の基盤岩の流出特性を明らかにした研究はなく,防災上問題があると考えられる。そこで,本研究では,足尾山地東部における中古生層山地における降雨流出特性を解明する子を目的とした。この地域は中古生層足尾帯に属し,主に砂岩とチャートが見られる.試験流域の地質条件として砂岩とチャートの2種類を設定し,それぞれ流域面積10ha程度の大流域,1ha程度の小流域を設置し流出解析を行った.流量の測定は,パーシャルフリュームや三角堰を用いて行い,データロガーにより連続観測を継続的に行った.パーシャルフリューム付近に雨量計を設置し,降雨量の観測も同時に行った.さらに電気伝導度計を設置し,渓流水質の変化についても観測を行った.砂岩の小流域のハイドログラフでは,降雨強度のピークに対応して流量が増加し,降雨終了直後に流出の1次ピークを形成した.さらに,降雨から6-24時間後に小さな2次ピークを形成し,2次ピーク後の流量の減衰はチャートに比べてかなりゆるやかだった.また降雨後には電気伝導度が大きく増加した.一方チャートの小流域では,高い流出ピークが見られた。それと同時に,大きさは左岸よりも小さいものの,遅れた2次ピークが見られた。以上の結果から,砂岩流域・チャート流域とも,降雨流出に基盤岩地下水が大きく影響を与えていることが推測される。足尾山地東部の山地小流域において基盤岩の降雨流出に及ぼす影響を把握するために,水文観測を行い,また同時に,谷密度の違いをもたらした水文地形学的要因について検討した.調査流域は,砂岩・頁岩互層の流域,およびチャートの流域である。砂岩・頁岩流域は1-4mの厚さの土層に覆われており,その谷頭部には大きな湧水がある.チャート流域では全体の20%の面積で基盤岩が露出し,間欠水流が見られる.水文観測の結果は,2つの流域での流出経路の違いを示した.砂岩・頁岩流域では,基盤岩への深部浸透と地下水流が卓越するのに対して,チャート流域では土層内の側方流が卓越した.チャート地域では1つの大きな降雨に伴い大規模な掃流土砂流出が発生したのに対して,砂岩・頁岩流域では,湧水付近で活発なseepage erosionが観測された.以上のような流出経路と地形形成プロセスの違いが,谷密度の違いをもたらしている可能性がある.これと同様の水文観測を日光市付近の流紋岩山地においても行った。流域面積は,1-5haの3つの流域である。水文観測の結果,日光の流紋岩流域における降雨ピークに対する流量ピークの遅れ時間は,それぞれ1.2時間,0.7時間であり,降雨の累積により流出量が著しく増加していった。これらの結果を従来の知見と比較すると,この遅れ時間は,花崗岩地域よりは早く,中古生層地域よりは遅いように思われる.遅れ時間の差異は,基盤岩中を経由する地中水の,流出に対する寄与の大きさによるものと考えられる.
プラズマ波動の網羅的観測による内部磁気圏物理の研究

本研究は、内部磁気圏衛星あらせ搭載のプラズマ波動・電場観測器(PWE)で、地球内部磁気圏における(1)プラズマ波動ー粒子相互作用を的確にその場(in situ)観測する手段と(2)磁気圏内のグローバルな「物質と場」のエネルギー収支と伝搬を定量評価する解析手段を確立することを目的としている。最終年度は、以下の項目について重点的に研究を実施した。(A)複数衛星・地上観測網との多点同時観測データの解析:PWINGなどの地上観測網やVan Allen Probesなどの磁気圏衛星とあらせ衛星による同時多点観測を実施した。これまでに地上観測網とは2500回以上、Van Allen Probes衛星とは300回以上の同時協調観測を実施し、Chorus波動と脈動オーロラの1対1対応の関係を明らかにしたほか、同一波源から伝搬するChorus波動や雷ホイスラ波を、Van Allen Probesとあらせ衛星で同定することに成功した。(B)波形データの精密較正と波動の高精細な伝搬パラメータ解析:電界センサは、アンテナインピーダンス・実効長がプラズマ環境・測定周波数の関数となるため、実測データをプラズマ環境と紐づけて定量評価する必要がある。波形較正用パラメータのプラズマ環境依存性を得るために、軌道上で定期的に較正運用を実施し、その特性を統計的に解析した。さらに波形データから高精細なスペクトルマトリクスを求め、Chorusや雷ホイスラ波の伝搬特性を、個々のエレメント単位で詳細に解析した。(C)DC電場・低周波波動の研究:グローバルな構造変動に関わるDC電場や、イオンモードの低周波波動であるイオンサイクロトロン(EMIC)波の解析を行った。EMIC波については、スペクトルの特徴に基づき、Structured EMICとUnstructured EMICに分類し、それぞれの空間分布を明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、内部磁気圏衛星あらせ(ERG)に搭載したプラズマ波動・電場観測器で、地球内部磁気圏における(1)プラズマ波動ー粒子相互作用を的確にその場(in situ)観測する手段を確立し、(2)磁気圏内のグローバルな「物質と場」のエネルギー収支と伝搬を定量評価するための解析手段を確立することを目的としている。あらせ衛星は平成28年12月に打ち上げられ、平成29年3月末より定常観測を開始したことから、当該年度は打ち上げ直後の、PWE装置の健全性確認と、各種運用モードの動作確認と運用フローの確立に注力し、当初予定していた衛星軌道上での観測器の強度・位相較正は、翌年度に繰り越して実施した。主な研究実績は以下のとおりである。(A)電磁界センサの絶対強度・位相較正のための地上実験および評価PWEデータの科学利用には、電界・磁界とも衛星打ち上げ後に実測データによる絶対較正の確立が必須で、特にアンテナインピーダンス・実効長がプラズマ環境・測定周波数の関数となる電界センサの較正は不可欠である。そこで、軌道上で短時間で周波数特性データを取得できる、ソフトウェア較正機能をPWE機上処理ソフトウェアに実装し、その動作試験と取得データから較正用パラメータが正しく取得できることを確認した。(B)プラズマ波動観測データの評価・解析のためのデータパイプラインシステムの確立PWEは、データ容量が比較的小さいスペクトルデータ等を、常時観測データとして先に地上伝送し、科学的に重要なイベント判別に利用する。一方、生の電磁界波形データは生成レートが過大なため、機上のデータレコーダに蓄積後、イベント判別で重要と判断したデータのみを地上伝送する。観測成果の極大化のために、常時データを迅速にチェックし、重要イベントに関わる波形データを選別・地上伝送する解析・運用支援体制を整備した。研究概要で述べたとおり、あらせ衛星の打ち上げ、定常運用開始が年度後半にずれ込んだために、実観測データを用いた評価・解析は次年度に繰り延べとなったが、打ち上げ準備期間に、必要十分なPWE解析・運用支援体制と取得データの較正に不可欠な機器搭載機能の確認と事前データを計画通り取得できており、打上げから定常運用にかかる期間に余裕を持って機器機能チェックと運用を実現できた。加えて、査読付き論文2件、招待講演4件を含む30件超の学会での成果発表を行い、初年度としては十分な成果を得たと考える。本研究は、内部磁気圏衛星あらせ(ERG)に搭載したプラズマ波動・電場観測器(PWE)で、地球内部磁気圏における(1)プラズマ波動ー粒子相互作用を的確にその場(in situ)観測する手段を確立し、(2)磁気圏内のグローバルな「物質と場」のエネルギー収支と伝搬を定量評価するための解析手段を確立することを目的としている。平成29年3月より、あらせ衛星が定常運用に移行したことを受けて、今年度は以下の項目について重点的に研究を実施した。(A)電磁界センサの絶対強度・位相較正:衛星軌道上で取得したプラズマ波動観測データを用いて、電磁界センサの絶対強度・位相較正を行い、絶対強度換算後の電・磁界強度および位相が、科学解析できるクオリティのデータとして取得できていることを実証した。(B)スペクトルマトリクスを用いた波動の伝搬パラメータ解析:波動の伝搬ベクトルや群速度等の算出には、電磁界信号の自己および相互相関を表すスペクトルマトリクスが用いられる。あらせ衛星は、機上生成するスペクトルマトリクスと、バーストデータから地上で生成するスペクトルマトリクスの2つが利用できるが、両データ共にChorusをはじめVLF帯のプラズマ波の伝搬解析に利用できることを実証した。

(C)内部磁気圏内におけるChorusの特性解析:放射線帯電子の生成や極域の脈動オーロラと関わりが深いChorus波動を重点的に観測し、地上観測網とも連携して、Chorusの励起・伝搬過程について解析を行った。(D)DC電場・低周波波動の研究:DCおよび低周波電場観測データを較正し、DC電場の変動や、低周波波動の波形・スペクトル解析が可能な物理量変換データを整備した。あらせ衛星で取得した電磁界波動・スペクトルデータの物理量換算処理システムが確立し、PWEのミッションであるプラズマ波動の伝搬パラメータ解析や、精細な波形データの取得が順調に行われている。定常観測開始から1年の間に、査読付き論文10件(うち国際共著2件)、招待講演12件(うち国際会議での招待講演8件)を含む50件余りの学会で成果発表を行っており、国際的にも高く評価される成果が得られている。本研究は、内部磁気圏衛星あらせ搭載のプラズマ波動・電場観測器(PWE)で、地球内部磁気圏における(1)プラズマ波動ー粒子相互作用を的確にその場(in situ)観測する手段と(2)磁気圏内のグローバルな「物質と場」のエネルギー収支と伝搬を定量評価する解析手段を確立することを目的としている。最終年度は、以下の項目について重点的に研究を実施した。(A)複数衛星・地上観測網との多点同時観測データの解析:PWINGなどの地上観測網やVan Allen Probesなどの磁気圏衛星とあらせ衛星による同時多点観測を実施した。これまでに地上観測網とは2500回以上、Van Allen Probes衛星とは300回以上の同時協調観測を実施し、Chorus波動と脈動オーロラの1対1対応の関係を明らかにしたほか、同一波源から伝搬するChorus波動や雷ホイスラ波を、Van Allen Probesとあらせ衛星で同定することに成功した。(B)波形データの精密較正と波動の高精細な伝搬パラメータ解析:電界センサは、アンテナインピーダンス・実効長がプラズマ環境・測定周波数の関数となるため、実測データをプラズマ環境と紐づけて定量評価する必要がある。波形較正用パラメータのプラズマ環境依存性を得るために、軌道上で定期的に較正運用を実施し、その特性を統計的に解析した。さらに波形データから高精細なスペクトルマトリクスを求め、Chorusや雷ホイスラ波の伝搬特性を、個々のエレメント単位で詳細に解析した。(C)DC電場・低周波波動の研究:グローバルな構造変動に関わるDC電場や、イオンモードの低周波波動であるイオンサイクロトロン(EMIC)波の解析を行った。EMIC波については、スペクトルの特徴に基づき、Structured EMICとUnstructured EMICに分類し、それぞれの空間分布を明らかにした。あらせ衛星が定常運用に移行したことを受けて、以下の項目について重点的に研究する。(A)電磁界センサの絶対強度・位相較正:衛星軌道上で取得したプラズマ波動観測データを用いて、電磁界センサの絶対強度・位相較正を実施する。
内分泌系における血管内皮増殖因子(VEGF)の発現と局在

血管内皮増殖因子(VEGF)は、内皮細胞の受容体に働いて血管増生および血管透過性亢進をおこす分泌蛋白である。ラットVEGFの合成ペプチドへの抗体(IBL社)を用いた光顕および電顕的免疫組織化学により成熟ラットの全身器官を検索したところ、一部の内分泌細胞に強い免疫反応が得られた。隣接切片の抗ホルモン免疫染色との比較により、これらは下垂体のTSH細胞の一部、甲状腺の傍瀘胞細胞、膵臓のB細胞、および副腎髄質のN細胞であると判明した。免疫反応は合成ペプチドによる吸収試験で消失したので、VEGFに特異的であることが示された。電顕的には免疫反応はすべての陽性細胞で内分泌顆粒に局在した。従来VEGFの遺伝子発現は肝臓、腎臓などの血管豊富な器官で報告されているが、本研究は一部の内分泌細胞がVEGFを分泌することにより周囲の微小血管の透過性を制御する可能性を示唆した(論文1).さらに同じ抗体による免疫組織化学において、ラットの喉頭から気管上部にかけての上皮、小腸の粘膜固有層、および大腸、特に盲腸の上皮にVEGF免疫陽性細胞が散在していた。電顕的には陽性細胞は肥満細胞の特徴を持ち、粘膜型肥満細胞(globule leukocyteとも呼ばれる)と同定された。免疫反応は細胞質顆粒に局在した.隣接切片の抗ヒスタミン免疫染色と比較すると、VEGF陽性細胞のヒスタミン免疫活性は非常に弱かった.一方,気道の粘膜固有層や消化管の粘膜下組織に存在するヒスタミン強陽性の結合組織型肥満細胞ではVEGF免疫活性は非常に弱かった。本研究は気道や消化管の粘膜型肥満細胞がVEGFを分泌することにより周囲の微小血管の透過性を制御する可能性を示唆した。またVEGFが粘膜型肥満細胞を結合組織型細胞から区別する特異的マーカーになり得ることがわかった(論文2).血管内皮増殖因子(VEGF)は、内皮細胞の受容体に働いて血管増生および血管透過性亢進をおこす分泌蛋白である。またVEGFが粘膜型肥満細胞を結合組織型細胞から区別する特異的マーカーになり得ることがわかった(論文2).血管内皮増殖因子(VEGF)は、血管内皮の特異的受容体に働いて内皮細胞増殖および血管透過性亢進を起こす分泌性の糖蛋白質である。これまでVEGFはもっぱら腫瘍や胎仔の組織において主にその遺伝子発現が解析され、血管増生との関係が指摘されてきたが、正常組織におけるVEGFの発現や、VEGF蛋白質の組織・細胞レベルでの局在には不明の点が多い。本年度の研究では、特異的抗体を用いて、正常のラット全身におけるVEGFの免疫組織化学的局在を検索したところ、高度ないし中等度の免疫反応性が、ある種の内分泌細胞に局在することを見いだした。隣接切片を各種のホルモンへの抗体で免疫染色して比較したところ、VEGF陽性細胞は甲状腺の傍濾胞細胞、膵内分泌部のB細胞、副腎髄質のノルアドレナリン分泌(N)細胞のそれぞれすべてと、下垂体前葉のFSH分泌細胞の一部であることが判明した。また外分泌細胞のうち、胃の表層粘液細胞にもVEGF免疫反応が見られた。免疫電顕によると、免疫反応性はこれらすべてのVEGF陽性細胞で分泌顆粒の中に局在した。これらの結果は、特定の内分泌細胞がホルモンと同時にVEGFを分泌することにより周囲の血管透過性を亢進させ、ホルモンの血中への移行を制御している可能性を示唆した(論文印刷中)。これ以外に、気道の上皮および消化管の粘膜固有層に存在するある種の細胞(細胞種は未同定)にもVEGFの免疫反応が見られたが、これらの細胞の解析は次の年度に行う。

血管内皮増殖因子(VEGF)は、内皮細胞の受容体に働いて血管増生および血管透過性亢進をおこす分泌蛋白である。ラットVEGFの合成ペプチドへの抗体(IBL社)を用いた光顕および電顕的免疫組織化により成熟ラットの全身器官を検索したところ、一部の内分泌細胞に強い免疫反応が得られた。隣接切片の抗ホルモン免疫染色との比較により、これらは下垂体のTSH細胞の一部、甲状腺の傍濾胞細胞、膵臓のB細胞、および副腎髄質のN細胞であると判明した。免疫反応は合成ペプチドによる吸収試験で消失したので、VEGFに特異的であることが示された。電顕的には免疫反応はすべての陽性細胞で内分泌顆粒に局在した。従来VEGFの遺伝子発現は肝臓、腎臓などの血管豊富な器官で報告されているが、本研究は一部の内分泌細胞がVEGFを分泌することにより周囲の微小血管の透過性を制御する可能性を示唆した(論文1)。さらに同じ抗体による免疫組織化学において、ラットの喉頭から気管上部にかけての上皮、小腸の粘膜固有層、および大腸、特に盲腸の上皮にVEGF免疫陽性細胞が散在していた。電顕的には陽性細胞は肥満細胞の特徴を持ち、粘膜型肥満細胞(globule leukocyteとも呼ばれる)と同定された。免疫反応は細胞質顆粒に局在した。隣接切片の抗ヒスタミン免疫染色と比較すると、VEGF陽性細胞のヒスタミン免疫活性は非常に弱かった。一方、気道の粘膜固有層や消化管の粘膜下組織に存在するヒスタミン強陽性の結合組織型肥満細胞ではVEGF免疫活性は非常に弱かった。本研究は気道や消化管の粘膜型肥満細胞VEGFを分泌することにより周囲の微小血管の透過性を制御する可能性を示唆した。またVEGFが粘膜型肥満細胞を結合組織型細胞から区別する特異的マーカーになり得ることがわかった(論文2)。
光フロッピーディスクに対応する微小光学ヘッドの基礎的研究

研究実験の概要従来の光ディスクシステムは,1.2mm厚のプラスチック基板をとおして,半導体レーザビームを基板裏面に記録されたビット情報の位置に集光させ,記録ビット情報を読み出したり,基板裏面に位置する情報記録用薄膜にパルス幅の狭いパルスで強度変調されたレーザビームを集光させて結晶性の記録薄膜を加熱溶融させ,急冷効果によって生じるアモルファス性ビット記録を行っていた。従来の方法による欠点は,(1)半導体レーザから射出されたレーザ光の波面が,レーザと記録媒体との間に挿入されたビーム整形やビーム集光のための数多くの光学部品とディスク基板とによって乱されてしまうこと。(2)厚い基板をとおしてビームを収束させるために開口数(NA)の大きい対物レンズが必要であり,(NA)^2に逆比例する焦点深度のために焦点制御用アクチュエータが必要であること。またその重量のために速いアクセスに制約が加わること。であった。本研究の結果,1)レーザと記録媒体との間に,基板もいかなる光学部品も挿入せずに,半導体レーザから射出したレーザ光で直接記録媒体にビット記録できることを基礎実験によって確認した。2)記録媒体として有機色素を用いると照射レーザ光圧によってレーザ光を吸収した色素が半導体レーザ側に飛散し,レーザ射出端面に付着することも確認できた。3)付着した有機色素が再びレーザ光を吸収し,レンズ状物質を形成し,平行平面鏡で成る半導体レーザ共振器が非安定共振器となるためにレーザ発振閾値電流を押し上げることも確認できた。4)フロッピーディスクを回転させ,本研究によるヘッドをフロッピーディスクに押しつけても両者の間に空気流があるためにフロッピーディスクに傷がつくことがないことを確認した。今後の研究として(1)書き込み後の読み出し実験に必要な半導体レーザ射出端面への反射防止膜(反射率0.01%以下)の形成(2)記録ビット読み出し実験(3)光ヘッドと光フロッピーディスク間隙の精密測定(4)相変化媒体による光フロッピーディスク試作(5)空気流体力学のソフト計算を予定している。これら一連の実験は新しいレーザ光学に(ニアフィールド光学)研究の一端を切り拓くことになろう。であった。微小光学ヘッドの基礎的研究として本年度は半導体レーザ(市販品)を入手し,そのキャンをはずして、大部分がヒートシンクでできているレーザステムをとり出し,ヒートシンク上にマウントされている裸の状態のレーザチップ(約200μm×300μm×300μm)の光共振器に関する実験を行った。その結果,以下に述べる微小光学の実験ができ,また,従来知られていなかった新らしい現象も2件ほど明確になりつつある。これらの成果は平成5年度に開催が予定されている2つの国際学会(1.ISOM'93米国, 2.MOC/GRIN'93川崎市)にて発表する予定である。<1.実験のために準備した装置>半導体レーザチップのレーザ