hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
世界の文化財の保存-わが国による国際協力体制構築のための調査・研究-

研究会では日本の機関が実施した海外(アジア、中南米、ヨーロッパ)における文化財保存修復事業に関して、それぞれの事業の当事者による事例報告、および質疑応答・討議を行い、日本の専門家が海外で行っている文化財保存修復事業に関する情報、海外で事業を行う際のノウハウや問題点に関する情報を得た。研究会の成果は平成11年2月および10月の研究会についてそれぞれ、「国際文化財保存修復研究会報告書」としてまとめた。2.平成11年11月に東京て開催された「アジア文化財保存セミナー-アジアにおける壁画の保存-」において、セミナーに出席した文化財保存に携わるアジア諸国の専門家からその国の文化財保存に関する情報を収集した。3.上記の研究会、セミナーにおいて、国内外の文化財保存に携わる専門家の情報を収集し、昨年度来作成している人材に関するデジタルデータベースの拡充を行った。4.前年度に引き続き、文化財保存に携わる海外の機関について情報収集を行った。収集したデータは国際文化財保存修復協力センターのホームページ上で「文化財保存関連機関リンク集」として公開している。5.文化財保存に関する地理情報データベースの基礎資料として、平成11年8月、12月および平成12年3月にタイ国のアユタヤ遺跡・スコータイ遺跡・シーサッチャナライ歴史公園地区において、GPSカメラを用いて緯度・経度など地点情報を含めた形での遺跡・遺構の写真撮影を行った。また、当該地区の文化財および文化財保存の状況について、現状や問題点に関するレビューを行った。1.文化財保存に積極的に携わる国内専門家・実務者を招き「国際文化財保存修復研究会」を平成12年11月および平成13年2月に開催した。研究会では日本の機関が実施した海外(アジア,ヨーロッパ)における文化財保存修復事業に関して,事業の当事者による事例報告,および質疑応答・討議を行い,日本の専門家が海外で行う文化財保存修復事業に関する情報,海外で事業を行う際のノウハウや問題点に関する情報を得た。研究会の成果は平成12年3月および11月の研究会についてそれぞれ報告書をまとめた。2.平成12年12月に開催された「国際シンポジウム-文化の多様性と文化遺産-」において,出席した文化財保存に携わる国内外の専門家から,文化財保存の理念に関する情報を収集した。3.上記の研究会,シンポジウムにおいて,国内外の文化財保存に携わる専門家の情報を収集し,昨年度来作成している人材に関するデジタルデータベースの拡充を行った。4.前年度に引き続き,文化財保存に携わる海外の機関について情報収集を行った。5.文化財保存の分野で先進的な地位にあるドイツにおいて,文化財保護制度およびドイツが行っている文化財保存修復国際協力事業に関する調査,協議を行った。
非共有結合性相互作用を利用した新規拡張π共役分子の機能化

本研究では、外周部に複数の縮環構造を有する拡張π共役系分子を合成し、得られたπ共役系分子が示す自己集積化構造を利用して光・電子機能性の発現を目指す。1つには外縁部の縮環構造により、お椀型に歪んだポルフィリン分子と、コラニュレンなどの曲面構造を持つ分子との超分子構造を構築し、光伝導性などの機能を探索する。また外縁部の縮環構造により酸化電位を低下、もしくは還元電位を上昇させたポルフィリン誘導体を用い、遷移金属イオンと配位子間の原子価互変異性を含む特異な電子状態を創出する。さらに電子が拡張π共役系内を自由に動き回れるという特徴を生かした光学機能として、二次のNLO特性を発現させることを目指している。
高活性化エステル等価体の精密設計に基づく触媒的不斉炭素-炭素結合形成反応の開発

平成17年度に得た予備的結果を基盤にして、マンニッヒ反応、アルドール反応の完成を目指し検討を行った。特に、マンニッヒ型反応は医薬合成への展開も視野にいれた検討を行い、抗がん剤使用時における重篤な副作用である嘔吐の抑制効果が期待されるニューロキノン受容体アンタゴニスト:L-733060の全合成を達成した。平成18年度の最大の目標は平成17年度において確立したラセミの系での新規反応を、不斉化することであった。このためには、使用する金属に関して幅広くスクリーニングの必要があったが、平成17年度に得た予備的知見をもとに、今年度、インジウム、ランタン、リチウムを用いた検討を進めた。その結果、トリアルキルインジウムおよびランタンとリチウムを組み合わせた系を新たに開発することができた。特にランタンとリチウムを組み合わせた系により不斉化に成功した。現在、触媒量の低減化へ向けた最終検討段階にまで研究が進展している。触媒的不斉マイケル反応を目指した検討の中では、これまでに開発してきた連結型のビナフトール不斉配位子では十分な結果が得られず、新たに立体因子にチューニングを加えた新規不斉配位子の創製に成功した。これにより鎖状のカルボン酸誘導体に対するマロン酸エステルの触媒的不斉マイケル反応を達成することができた。さらに、ケトイミンへの反応を目指した展開として、アルドイミンの場合よりもルイス酸性の高い触媒を活用する必要があることを考慮し、電子的、立体的因子の変化を可能とする新しい不斉空間を構築できる系を新たに2つ確立できた。α位プロトンの酸性度を高めたエステル等価体として、A:N-アシルピロールとB:トリクロロメチルケトンを設計し、この異なる特徴を有する高活性化エステル等価体を用いた触媒的不斉マンニッヒ反応の検討を行った。求核剤の分解を抑制しながらエノラートを発生させるためには温和で選択性の高い不斉塩基触媒が必要不可欠である。既に開発している不斉亜鉛多核触媒では十分な結果を得ることができなかったので、13族元素インジウムのもつ極めて温和な塩基性とイミン類に対する高いルイス酸性の両性的性質に着目し検討を行った。不斉配位子として既に開発済みのビナフトールを2分子連結したもの(linked-BINOL)から検討を開始し、構造修飾による最適化を行った。その結果、6,6',6'',6'''-位にTMS基を導入したものを用いることで最良の結果を得ることに成功した。また、これまで困難であった異性化しやすい脂肪族イミンを基質としたマンニッヒ型反応においてもイミンの単離調製に成功し、現在詳細な反応検討を行っている。また、ピロール環上に置換基を導入することでN-アシルピロールの反応性と選択性をチューニングできることを触媒的不斉マイケル反応における検討において明らかとした。トリクロロメチルケトンを基質とするマンニッヒ型反応も極めて温和な条件下、触媒量のリチウムフェノキシドにより、円滑にかつ高いsyn選択性にて反応が進行することを見い出した。また、トリクロロメチルケトン部の特異な性質に着目し、種々の変換反応の検討を行った。現在、本反応の不斉化に向けた検討を行っている。
加齢及び生活習慣由来のインスリン抵抗性の改善における身体トレーニングの果たす役割

高齢者・生活習慣病患者に認められるインスリン抵抗性の改善に関して、高齢者および糖尿病患者に身体トレーニングを実施し、その効果を検討した。また、動物実験的にも検討を加えた。1.臨床的検討(1)中高年者と身体トレーニング:中高年健常者(211名)を対象にレジスタンス(チューブ)運動と有酸素運動(散歩)を3ケ月間実施した。その結果、HOMA-Rには変化を認めなかったが、正常血糖クランプ法によるGIR(インスリン感受性)は有意に改善し、脂質代謝も改善した。(2)高齢糖尿病患者と他動的運動:高齢糖尿病患者(9名)に乗馬様他動的運動機器(ジョーバ【○!R】)を用いた身体トレーニングを3ケ月間実施した。ジョーバ運動は短期的に筋への糖取り込みを増大させるだけでなく、トレーニング実施により、GIRは有意に増大したが、中止によりトレーニング前値に回復した。(3)高齢糖尿病患者の認知機能とインスリン抵抗性:高齢糖尿病患者(13名)を対象に正常血糖クランプ法を実施するとともに、認知機能を評価した。MCR(インスリン感受性)とMMSE(認知機能)は正相関を示し、インスリン抵抗性が高齢糖尿病患者の認知機能に関与している可能性が示唆された。また、認知機能検査の一部の項目(WAIS-R)はジョーバトレーニングで改善傾向を示した。(4)水平揺動運動装置を用いた運動:健常者(7名)が上記機器を用いた運動を30分間実施したところ、GIRは有意に増大した。(5)脚部他動的運動機器(らくらくウォーク【○!R】)を用いた運動:高齢糖尿病患者(9名)が上記機器を用いた運動を30分間実施したところ、GIRは有意に増大し、大腿筋への糖取り込み増加が示唆された。II.動物実験成績モンゴル産植物はSTZ糖尿病ラットのインスリン抵抗性を有意に改善させた(無麻酔下正常血糖クランプ法)。以上の研究成績は、高齢者の健康増進運動指導マニュアル作成の基礎資料となりうる。高齢者・生活習慣病患者に認められるインスリン抵抗性改善に関して、高齢者および糖尿病患者に身体トレーニングを実施し、その効果を検証した。また、動物実験的にインスリン抵抗性改善のメカニズムをウェスタンブロット法等を用いて分子生物学的に解析した。1.臨床的検討(1)中高年健常者(211名)を対象にレジスタンス(チューブ)運動と有酸素運動(散歩)を3ヶ月間実施した。その結果、HOMA-Rには変化を認めなかったが、正常血糖クランプ法によるGIR(インスリン感受性)は有意に改善し、血清中性脂肪の低下、HDL-コレステロールの上昇など、脂質代謝も改善した。また、長座位体前屈、最大一歩幅、全身反応時間およびバランス保持時間など高齢者生活活動能力が有意に改善した。(2)高齢糖尿病患者(9名)に他動的運動機器(ジョーバ【○!R】)を用いた身体トレーニングを3ヶ月間実施した。GIRは他動運動により急性的に有意に増加した。また、身体トレーニングの実施によりGIRは3ヶ月後には有意に増加したが、中止によりトレーニング前値に回復した。すなわち、他動的運動機器を用いた運動が、高齢糖尿病患者のインスリン抵抗性を改善させうる可能性が示唆された。2.動物実験的検討安静群におけるインスリン刺激時のインスリン受容体(IR)チロシンリン酸化は加齢により低下したが、5日間の流水式プールを用いた水泳運動トレーニングにより改善した。一方、IRS-1とPIキナーゼ結合、Cb1とPI3キナーゼ結合の蛋白量は加齢および運動による影響がなかった。

以上の事実は5日間という短期間でもトレーニングを行えば、インスリン抵抗性改善が期待しうることを示唆している。以上の臨床的および動物実験的検討は加齢および生活習慣病由来のインスリン抵抗性改善に運動トレーニングが有用であることを示唆しており、今後、臨床的・動物実験的に、さらに検討を実施する予定である。高齢者・生活習慣病患者に認められるインスリン抵抗性改善に関して検討を加えた。1.臨床的検討(1)高齢糖尿病患者の認知機能低下に及ぼすインスリン抵抗性の関与について検討を加えた。高齢糖尿病患者13名を対象とし、早朝空腹時正常血糖クランプ法を実施した。また、認知機能評価には、Mini Mental State Examination(MMSE)を用いた。MCRとMMSEとは正相関を示し、MCR高値群(5.0≦)のMMSEは低値群より有意に高値であり、認知機能低下例がインスリン抵抗性が高い(MCR低値)ことが判明した。以上の事実はインスリン抵抗性が高齢糖尿病患者の認知機能に関与している可能性を示唆している。今後身体トレーニングによるインスリン抵抗性改善と認知症の病態との関連に検討を加える予定である。(2)大腿部の筋収縮を誘発する脚部他動的運動機器を用いた運動が高齢糖尿病患者のインスリン作用に及ぼす影響について正常血糖クランプ法により検証した。高齢2型糖尿病患者9名を対象とし、上記機器を用いた運動を30分間実施した。その結果、グルコース注入量(GIR, mg/kg/分)は安静時に比し、有意に増加した(5.1±0.4vs9.7±0.9)。脚部他動的運動機器による急性運動は高齢糖尿病患者の骨格筋への糖取り込みを安静時の1.9±0.1倍増加させ、従来のジョーバの1.5±0.1倍より、尚一層有用なトレーニング機器である可能性が示唆された。2.動物実験的検討ラットにトレーニングを実施する流水式プールの改良を行い、流水トレーニングがインスリンシグナル伝達系、ことに、IRチロシン酸化を有意に増加させることを確認した。以上の臨床的および動物実験的成績は加齢および生活習慣病由来のインスリン抵抗性改善に身体トレーニングが有用であることを示唆しており、今後,臨床的・動物実験的に、さらに検討を実施する予定である。高齢者、生活習慣病患者に認められるインスリン抵抗性に関して検討を加えた。また、動物実験的にモンゴル産植物のインスリン抵抗性改善作用について検討を加えた。1.臨床的検討(1)前年度は高齢糖尿病患者の認知機能に及ぼすインスリン抵抗性の関与について検討を加え、認知機能低下例が高いインスリン抵抗性を有する事実を見出した。今年度は、高齢糖尿病患者13名を対象とし、乗馬様他動的運動機器(ジョーバ【○!R】)を用いた身体トレーニングによるインスリン抵抗性改善と認知症の病態との関連につき検討を加えた。対照群と比較して運動群では、3ケ月間トレーニング後、正常血糖クランプ法のグルコース注入率とMCRは上昇し、hs-CRPは低下傾向を示した。各種認知機能テストの得点は両群とも有意な改善を認めなかった。
ユビキタス環境に適した分散型ファイルシステムの構築

本年度は、昨年度に提案したネットワークトポロジーの近似化手法を利用し、クライアントからサーバへのファイル保存の際に必要となる、ファイルからブロックへの分割、およびブロックの分散配置について検討する。ブロックをサーバに転送する際、同時に複数のサーバに対して別々のブロックを転送することで、転送時間を軽減できる可能性がある。この問題は、複数サーバからの並列ダウンロードと同様に考えることができる。そこで、本課題では、平成16年度に得られた成果である、近似トポロジを用いた並列ダウンロードの手法を応用した、新しい分散ファイル配置手法を提案した。具体的には、基準点間の近似トポロジマップを用い、クライアントから各ファイルサーバへのリンク共有数を求める。そして、その共有数の分散および平均が小さくなるよう配置するサーバを決定する。シミュレーションによる性能評価の結果、リンク共有数の分散あるいは平均が小さくなるようサーバを選択することによって、異なるクライアントから並列ダウンロードを行った場合のスループットの分散も小さくなることが示された。このことは、クライアントの位置に依存しない、安定した転送性能を提供できることを示している。このように、提案手法を用いることにより、ユーザが様々な場所からファイルをダウンロードする環境において、物理的な場所に依存しないダウンロード性能を実現できることを示した。また、平成16年度において提案した物理トポロジを考慮した並列ダウンロード手法について、インターネット上で分散されたファイルサーバに対して実際に提案手法を適用しダウンロード実験を行った。その結果、提案手法により従来の方法と比較してより高いダウンロード性能を実現することができることを示した。本研究では、インターネット上に広く分散されたミラーサーバから効率よくコンテンツをダウンロードするために必要となる、物理トポロジの調査を軽減化させる手法として、インターネット上の代表的な地点を示す基準点と呼ばれるノードを定義する。そしてネットワークトポロジを基準点のトポロジに近似化することで、より低コストで効果的なトポロジの把握を可能とする方式を提案する。基準点はインターネット上のおおまかな位置を指し示すためのノードであり、多くのトラヒックが通過する、インターネット上の代表的な位置に存在するノードを割り当てる。次に、基準点により近似化されたトポロジを用いた、並列ダウンロードにおける新しいサーバ選択手法を提案した。シミュレーションによる性能評価より、提案方式がランダムなサーバ選択と比較して、より少ないリソース消費で安定して高いスループットを得られることを示した。また、トポロジ近似の精度(すなわち必要となる基準点数)は適用するアプリケーションに依存することから、本研究では、基準点数を増やしたことによる効果を示す「効果指標」を新たに導入し、アプリケーションに応じて必要な基準点数を決定するための手法を新たに示した。インターネット上で公開されているトポロジマップを利用して「効果指標」の導出を行った結果、並列ダウンロードにおいては、100万ノード規模の分散ネットワークのトポロジ近似を行うためには数百程度の基準点があれば十分であることを示した。
新規高機能齲蝕充填・予防填塞材料の反応メカニズムの解明に関する研究

本研究は,歯科用セメントであるグラスアイオノマーセメント(GIC)にハイドロキシアパタイト(HAp)粉末を添加したアパタイトアイオノマーセメント(AIC)を試作し,その反応メカニズムを解明することを目的として行っている。材料として,多孔質で平均粒径約20umのHApを使用し,基材となるGICとして小窩裂溝填塞用従来型GICであるFuji IIIを用いた。AIC中のHApの役割を解明するため,基材GICの粉液比およびHAp添加量を調整した試料群を作製し,機械的強度(3点曲げ試験および圧縮試験)およびフッ化物イオン溶出量を測定した結果,HAp添加はGICの強度の向上に直接的に関与しているが,フッ化物イオン溶出の向上は,HApの作用ではなく,HAp添加量分だけGIC粉末量が減少しGICの粉液比が低下することが原因であることが示唆された。本研究結果については,国際学会および国内学会において発表を行い,国内外の研究者らと議論することができた。また,当該年度は,前年度より予備実験を行っていた牛歯エナメル質および象牙質へのAICの接着試験および再石灰化試験を遂行した。この研究結果については,現在分析を進めている。さらに,当該年度はGICと化学的な反応を示さないセルロースをGICに添加し,AICとともにその特性を比較し評価する計画であり,食品添加用セルロースの他にセルロースナノファイバーを数社から取り寄せ,それらをGICに添加することによる特性の変化について評価するための予備実験を行った。次年度に本実験を行う予定である。当該年度は研究計画に沿って実験を進めた。その結果の分析や成果の発表については次年度も引き続き行う予定であるが,概ね順調に進展していると考えている。本研究課題を遂行するにあたり,大学院生2名の協力を得ている。2年間に2名とも本研究課題に必要な実験の手技は概ね習得したため,次年度はさらに検証実験を行うこととしている。材料として多孔質で球形のHApを使用し,基材となるGICとしてはシーラント用GICであるFuji IIIを用いた。予備実験よりHApの至適添加量は24wt%とした。当該年度は,主に機械的強度(3点曲げ強さと圧縮強さ)を測定し,特にAICはGICと比較して3点曲げ強さが有意に向上することを示した。また,フッ化物イオン溶出能もAICはGICよりも優れていることを示し,本研究成果については国際学会(CED-IADR Oral Health Research Congress 2017)および国内学会(第55回日本小児歯科学会)において発表を行い,国内外の研究者らと成果についての議論および本研究に関わる研究資料の収集資料および情報を収集することができた。さらに,本研究では,AICの機能性を評価することによりAIC中のHApの反応メカニズムを解明することを目的としているため,その評価として主に齲蝕象牙質の再石灰化,細胞毒性評価を行う計画であり,当該年度ではまず,齲蝕象牙質の再石灰化試験のために,牛歯を使用するための動物実験計画を立案し,本学動物実験委員会の承認を得て,研究の遂行のために牛歯の購入,牛歯の切断および試料の作製,予備実験を行った。さらに,細胞毒性試験についても当該年度に予備実験を行った成果を踏まえて,次年度に本実験を行う予定である。計画に従い,概ね順調に進展していると言える。牛歯を使用する計画のために動物実験計画書の承認を受けなければならず,ややその準備が遅れたが,その後予備実験も行うことができたため,次年度における研究の継続が見込まれる。

その結果の分析や成果の発表については次年度も引き続き行う予定であるが,概ね順調に進展していると考えている。今後の推進方策であるが,当該年度に本研究に関する研究資料の収集や予備実験の補助として大学院生をリサーチアシスタントとして採用した。その結果,大学院生は本研究のためのさまざまな実験の手技を習得したため,次年度はさらに積極的な研究の実施が可能である。本研究課題を遂行するにあたり,大学院生2名の協力を得ている。2年間に2名とも本研究課題に必要な実験の手技は概ね習得したため,次年度はさらに検証実験を行うこととしている。当該年度は研究遂行のためにリサーチアシスタントを採用したため予定と異なった面もあったが,概ね予定通りに使用できたと考えている。次年度使用額については,消耗品の購入に充てる計画である。次年度使用額が生じたが少額であり,概ね使用計画に沿って使用できたと考えている。
多臓器転移がんのin vivoリアルタイム観察を実現する近赤外蛍光トラッキング

がん細胞の転移はがんの症状悪化や治療が困難になる大きな原因のひとつであるため、体内においてがん細胞の転移を迅速かつ精確に観察・追跡可能な技術を確立することが,がんの基礎研究のみならず,優れた診断・治療法を開発するためにも重要な課題となっている。そこで本研究は,生体組織透過性が極めて高い,波長1000nmを超える近赤外(OTNーNIR)蛍光を発する生体適合性高分子蛍光プローブを設計・合成し,マウスの体内におけるがん細胞の多臓器転移挙動をリアルタイム追跡することを目的としている。数日以上におよぶ長時間のin vivo観察を実現するためには、蛍光プローブが生体に対して極めて低毒性であることが求められる。そこで本研究では,生体適合性高分子を蛍光ナノ粒子表面に強固に固定し、生体に優しいOTNーNIR蛍光ナノ粒子を新規に合成する。このナノ粒子の作製が実現すれば、細胞毒性がほとんど無く、がん細胞に取り込ませても増殖能などの細胞の機能に影響を与えることがない、長期間の蛍光追跡が可能になると期待される。2年目の今年度は、がん細胞への特異的ターゲッティングを実現するために、高分子蛍光ナノ粒子へのリガンド分子導入を可能なナノ粒子表面の設計を検討した。この結果、セラミックス蛍光ナノ粒子の上にアミド結合を介して強固に生体適合性高分子を導入し、得られた高分子修飾ナノ粒子は高い生体適合性と分散安定性、および強いNIR蛍光を発することが確認された。予定していた高分子蛍光ナノ粒子へのリガンド分子導入を進めるために、蛍光ナノ粒子の表面にリガンド分子を導入可能な構造の構築に取り組んだ。この目的を達成するために、希土類含有NaYF4ナノ粒子の表面にポリエチレンイミン(PEI)が配位したナノ粒子(PEI-NPs)を合成し、粒子表面のPEIが有するアミノ基を利用した機能化を検討した。poly(ethylene glycol) (PEG)の片末端にpoly(acrylic acid) (PAAc)のブロック構造を有するポリマー(PEG-b-PAAc)を、PEI-NPsの表面上にアミド結合を介して固定した。得られたナノ粒子は、強い近赤外蛍光を発するだけでなく、アミド結合を介したPEG鎖の導入によって、PEIによる毒性を大幅に軽減し、生理条件下においても高い安定性を有することが明らかとなった。同様にアミド結合を介したリガンド分子の導入を行うことが可能であると考えられ、特異的ターゲッティング能の付与が期待できる。予定しているプローブの開発は順調に進んでいるが、当初予定していたラテックス蛍光ナノ粒子に加えて、より蛍光強度が高いセラミックス蛍光ナノ粒子の併用も検討する。がんの死亡率は本邦における死因の第1位であり,がんの症状悪化や治療が困難になる大きな原因のひとつが,がん細胞の転移である。そのため,体内においてがん細胞の転移を迅速かつ精確に観察・追跡可能な技術を確立することが,がんの基礎研究のみならず,優れた診断・治療法を開発するためにも重要な課題となっている。そこで本研究は,生体組織透過性が極めて高い,波長1000nmを超える近赤外(OTNーNIR)蛍光を発する生体適合性高分子蛍光プローブを新規に設計・合成し,マウスの体内におけるがん細胞の多臓器転移挙動をリアルタイム追跡することを目的としている。OTNーNIR蛍光を示す物質として,量子ドットやカーボンナノチューブ,蛍光セラミックスナノ粒子などが報告されているが,これらの無機・金属ナノ粒子は高濃度で使用した場合に細胞毒性を示す場合があるため,長期間に及ぶがん細胞の転移追跡においては,がん細胞の増殖スピードに影響を与えてしまう可能性がある。そこで本研究では,生体適合性高分子材料と低分子有機蛍光色素を用いて,完全に有機分子のみで構成されるOTNーNIR蛍光ナノ粒子を新規に合成する。このナノ粒子プローブ合成に用いる各有機分子は細胞毒性がほとんど無いため,がん細胞に取り込ませても増殖能などの細胞の機能に影響を与えることが無く,長期間の蛍光追跡が可能になる。さらに本研究では,この蛍光プローブを用いて,代表的な転移がんである肺がんと乳がんの脳腫瘍および骨腫瘍転移をモデルマウスで再現し,その転移挙動を蛍光観察でリアルタイム追跡することを目指す。1年目の今年度は、蛍光プローブの作製を行った。OTNーNIR有機蛍光色素を親水性のポリエチレングリコール(PEG)と疎水性のポリスチレン(PSt)のブロック共重合体からなるポリマーミセルのコア部に内包することで、水中で使用可能な蛍光プローブを作製した。当初予定していた高分子重合による蛍光ナノ粒子合成を進める前段階として、ポリマーミセルに蛍光色素を内包する手法による蛍光プローブ作製を行った。この結果、ミセル形成による蛍光色素の安定化によっても、高い安定性と蛍光特性を有する蛍光プローブを得ることができた。実際にこのプローブを用いて、マウスのin vivoイメージングの予備実験にも成功しており、今後、この蛍光プローブの機能化を進めることでさらなるイメージング性能の向上が期待される。

数日以上におよぶ長時間のin vivo観察を実現するためには、蛍光プローブが生体に対して極めて低毒性であることが求められる。そこで本研究では,生体適合性高分子を蛍光ナノ粒子表面に強固に固定し、生体に優しいOTNーNIR蛍光ナノ粒子を新規に合成する。このナノ粒子の作製が実現すれば、細胞毒性がほとんど無く、がん細胞に取り込ませても増殖能などの細胞の機能に影響を与えることがない、長期間の蛍光追跡が可能になると期待される。2年目の今年度は、がん細胞への特異的ターゲッティングを実現するために、高分子蛍光ナノ粒子へのリガンド分子導入を可能なナノ粒子表面の設計を検討した。この結果、セラミックス蛍光ナノ粒子の上にアミド結合を介して強固に生体適合性高分子を導入し、得られた高分子修飾ナノ粒子は高い生体適合性と分散安定性、および強いNIR蛍光を発することが確認された。予定していた高分子蛍光ナノ粒子へのリガンド分子導入を進めるために、蛍光ナノ粒子の表面にリガンド分子を導入可能な構造の構築に取り組んだ。この目的を達成するために、希土類含有NaYF4ナノ粒子の表面にポリエチレンイミン(PEI)が配位したナノ粒子(PEI-NPs)を合成し、粒子表面のPEIが有するアミノ基を利用した機能化を検討した。poly(ethylene glycol) (PEG)の片末端にpoly(acrylic acid) (PAAc)のブロック構造を有するポリマー(PEG-b-PAAc)を、PEI-NPsの表面上にアミド結合を介して固定した。得られたナノ粒子は、強い近赤外蛍光を発するだけでなく、アミド結合を介したPEG鎖の導入によって、PEIによる毒性を大幅に軽減し、生理条件下においても高い安定性を有することが明らかとなった。同様にアミド結合を介したリガンド分子の導入を行うことが可能であると考えられ、特異的ターゲッティング能の付与が期待できる。今後は、蛍光プローブのがん細胞への導入を促進することに取り組む。具体的には、ナノ粒子径の制御や、ナノ粒子表面へのリガンド抗体の導入を検討することで、より効率的な細胞内導入を進める。その後、これらの蛍光プローブおよび蛍光ラベル化がん細胞を用いたin vivoイメージングを進める。予定しているプローブの開発は順調に進んでいるが、当初予定していたラテックス蛍光ナノ粒子に加えて、より蛍光強度が高いセラミックス蛍光ナノ粒子の併用も検討する。
ゴナドトロピン受容体多型解析による不妊治療の個別化

不妊症の治療の内でゴナドトロピン療法は重要な役割を果たしている。一方で、多胎妊娠の原因となるため、高い精度が求められる治療法である。オーダーメード医療が必要な分野であり、個々人のゴナドトロピンに対する反応性を予知することは副作用の少ない治療法を提供する上で重要な意味をもつ。このため我々は、FSH-Rの遺伝子多型の検討を行ったが、フランスからの報告では、307(Thr)680(Asn)が60%で307(Ala)680(Ser)が残りの40%と報告されている。また、680(Ser)に意味があり、この型をとる人においては、FSHに対する反応性が劣ると報告されている。我々の実験結果ではいまのところ機能的な相違は発見できておらず、今後の構造と機能の解析が必要であるが、当科不妊外来の患者さん21名の解析を行った。FSH-Rアミノ酸307番と680番に多型があり、307はThr/Alaであり、680はSer/Asnの組み合わせとなる。(1)307(Thr)680(Asn)が14名(2)307(Aba/Thr)680(Ser/Asn)が5名(3)307(Ala)680(Ser)が2名であった。月経周期2日目のhormone値では(3)の2名は共にFSHが高値であった。卵巣の形態はPCO様であり、PCOSの一部にはこのようなタイプが含まれる可能性があり、卵巣機能との関連にさらに検討が必要であると思われた。そこで、それぞれの多型FSH-R cDNAを作製し、発現ベクターに導入して、そのFSHに対する反応性の比較をはじめているが、現在まで明らかな機能における差異は認められない。不妊外来におけるゴナドトロピン投与により治療を受けている患者さんより、充分なインフォームドコンセント(IRB,倫理委員会承認済み)の後、血球を採取した。ゴナドトロピン、今回は特にFSHレセプター(FSH-R)のアミノ酸の多様性の存在する部位の解析のため、プライマーを設定して、抽出したDNAをもとにPCRを行い、シークエンスを行った。同時に、血中ホルモン、E_2、FSH、LHを測定した。現在、解析中の307番目のアミノ酸では、AsnとSerの両タイプの組み合わせが日本人でも存在することが判明した。このため、生体内では同一細胞に2つの異なったレセプターが発現している可能性があり、均一なレセプターを発現している細胞との反応性の比較検討する必要がある。そこで、同一細胞に正常/変異レセプターのcDNA量を変化させて導入し、FSHに対する反応性を検討する準備をしている。307番目のアミノ酸は、我々が報告したものはスレオニンであったが、今回の解析では、アラニンに置換されたものであった。すでに正常として報告したレセプターのFSHに対する反応性については検討しているので、アラニンのタイプの機能についての検討を行う。次に、両方のレセプタータイプのレセプターを発現した際の変化を検討する。今後は他の部位の多型を検討し、同様の手法により多型の組み合わせとFSHに対する反応性の差を明らかとする。同時に、それぞれの患者さんのFSH製剤に対する反応性を評価することで、治療の個別化の方法を実行していく。卵巣の形態はPCO様であり、PCOSの一部にはこのようなタイプが含まれる可能性があり、卵巣機能との関連のため、FSH-R発現実験を行った。

フランスからの報告では、307(Thr)680(Asn)が60%で307(Ala)680(Ser)が残りの40%と報告されている。また、680(Ser)に意味があり、この型をとる人においては、FSHに対する反応性が劣ると報告されている。我々の実験結果ではFSH-Rの機能的な相違は発見できなかった。そこで、それぞれの多型FSH-R cDNAを作製し、発現ベクターに導入して、そのFSH, LH, TSHに対する反応性の比較をはじめたが、明らかな機能における差異は認められなかった。しかし、レセプターのリン酸化とインターナリゼーションとの関連が報告されているので、FSHの作用時間とその後のFSHに対する反応性などを検討する予定である。一方、妊娠の成立と共にOHSSを引き起こした患者さんのgeneよりFSH-Rの構造を解析したところ、細胞内3番目のドメインのアミノ酸に変異を認めた。
児童・青年期症例に対する非言語的治療法の治療機序に関する研究-「相互法」の臨床的研究を通して-

1.対象と方法平成8年4月から平成10年3月までの2年間に北海道大学医学部附属病院精神科神経科を受診した児童青年期の8症例に非言語的治療の「相互法」を行い、その精神療法的意義について検討を行った。対象症例と用いられた技法は以下の通りである。(1)Anorexia Nervosa:11歳、女性、スクィグル法、(2)Anorexia Nervosa:11歳、女性、スクィグル法+相互物語構成法、(3)Anorexia Nervosa、強迫制障害:11歳、女性、相互なぐり描き法、(4)Bulimia Nervosa、行為障害:14歳、女性、相互コラージュ法、(5)Bulimia Nervosa、疼痛性障害:16歳、女性、スクィグル法、(6)強迫制障害:14歳、女性、相互なぐり描き法、(7)強迫神経症、行為障害:15歳、男性、スクィグル法、(8)Tourette's Disorder:9歳、男性、相互遊戯療法。2.結果と考察非言語的治療の「相互法」の精神療法的意義は以下のように考えられた。(1)治療関係を深め、良性の退行を促進する、(2)症状メッセージへ転換することができる、(3)治療者と患者の描画の内容が連動し、相互に影響を及ぼしあう、(4)治療者が自らの状態や治療関係の質を知ることを容易にする、(5)患者も自分自身に気づくきっかけとなる、(6)治療が進むにつれ、患者は次第に治療者の視点を取り入れるようになる、(7)自らの状態や治療関係の質を理解しようと努力する治療者の姿勢が、結果的に患者に取り入れられ、患者が自分の問題を認識したり客観的に自己を見つめることが可能となっていく。1.対象と方法:1996年4月から1997年3月までの1年間に、北海道大学医学部附属病院精神科神経科を受診し、非言語的治療の「相互法」を行った児童・青年期の4症例は以下の通りである。(1) Anorexia Nervosa : 11歳、助成、小5(スクィグル法)、(2) Bulimia Nercosa : 14歳、女性、中3(相互コラージュ法)、(3)強迫神経症、15歳、男性、中3(スクィグル法)、(4) Tourette′sDisorder : 9歳、男性、小3(相互遊戯療法)。2.治療経過:4症例の現在までの経過を述べる。(1)学級委員を任されたことを契機に食欲が低下し、摂食不能となった。自己の感情や欲求を言語化することは難しく、スクィグル法を行った。自己を非言語的に表現し、それが治療者と同調するという体験が患者に安心感を与えた。(2)ダイエットにより体重減少をきたしたが、6カ月後より激しい過食の衝動に襲われるようになった。具体的なもののイメージがわかないということで、抽象的なコラージュを選択した。無秩序な内容が次第にまとまりをもち、収斂していく過程がみてとれた。(3)受験勉強を始めた頃から、不潔恐怖が出現した。薬物療法では軽度改善にとどまねため、スクィグル法を行った、機械的、羅列的、整合的な絵画が次第に躍動的、柔軟な内容に変化していった。(4)小学1年時より、身体を奇妙に動かす運動性チックと音声チックが出現。次第に激しくなり、薬物療法でもコントロール困難なため、相互遊戯療法を行った。治療者に対し攻撃的な内容の遊びが少しずつ相互交流的で社会性をもつ内容に変化していった。3.治療的意義:各症例により治療的意義は様々であるが、次のような意義が考えられた。(1)他者との同調、一体感の経験、

(2)自己の感情に対する客観化の促進、(3)感情の解放、発散、(4)感情のコントロール。1.対象と方法:平成9年4月から平成10年3月まで間に当科を受診し、非言語的治療の「相互法」を行った症例とその方法は以下の通りである。(1)Anorexia Nervosa:11歳、女性、小5(スクィグル法+相互物語構成法)、(2)Anorexia Nervosa,強迫性障害:11歳、女性、小5(相互なぐり描き法)、(3)Bulimia Nervosa,疼痛性障害:16歳、女性(スクィグル法)、(4)強迫性障害:14歳、女性、中2(相互なぐり描き法)。2.治療経過:4症例の治療経過は以下の通りである。(1)転居を契機にダイエットを開始し、著名な痩せをきたした。スクィグル法を行うにつれ、患者は自ら描いた絵をもとに物語を作るようになった。物語になぞらえて自らの家族関係の問題点を整理していると考えられた。(2)学校におけるストレスを契機に食欲が低下し、著名な痩せをきたし、強迫性障害も合併した。相互なぐり描き法には当初種々の動物が描かれ、中盤には人間の多様な動き、ユーモア溢れる行動などが表現され、様々な感情の認識、分離、表出の作業が行われたと考えられた。(3)Anorexia NervosaからBulimia Nervosaへ移行し、疼痛性障害が合併した症例。スクィグル法には母親への両価的感情、父親への敵意と恐怖、弟への嫉妬心などが表現され、患者も次第にそのような問題に気づいていった。(4)強迫観念が次第に増強し、母親を巻き込み、家庭内暴力が合併した症例。相互なぐり描き法には当初攻撃性が表現されたが、それが次第に家族関係の表現、さらには積極的で活動的な内容に変化していった。3.治療的意義:(1)家族関係の問題を物語として表現するという浄化作用、(2)自己の感情の認識、分離、表出の作業、(3)自己の感情に対する穏やかな気づき、(4)攻撃性を積極性、主体性に昇華する意義。
省力化ジェット噴流解析へのAE法の新展開

実験用配管の内部と外部の圧力差を利用してガスの漏洩を発生させるガス漏洩発生実験装置を用いて、様々な人工欠陥孔(直径020,5mmのピンホール、幅020.5mmおよび長さ35mmのスリット、段付きピンホール)からガス漏洩を発生させる。漏洩箇所を発生源とする配管を伝播する超音波(AE信号)を検出し、このAE信号によって噴出ガスの挙動を明らかにした。これによって、大掛かりな装置を使ったジェット噴流解析を、省力化できる可能性を示唆することができた.実験用配管の内部と外部の圧力差を利用してガスの漏洩を発生させるガス漏洩発生実験装置を用いて、様々な人工欠陥孔(直径020,5mmのピンホール、幅020.5mmおよび長さ35mmのスリット、段付きピンホール)からガス漏洩を発生させる。これによって、大掛かりな装置を使ったジェット噴流解析を、省力化できる可能性を示唆することができた.実験用配管の内部と外部の圧力差を利用してガスの漏洩を発生させるガス漏洩発生実験装置を用いて、様々な人工欠陥孔(直径0.20.5mmのピンホール、幅0.20.5mmおよび長さ35mmのスリット、段付きピンホール)からガス漏洩を発生させる。漏洩箇所を発生源とする配管を伝播する超音波(AE信号)を検出し、このAE信号によって噴出ガスの挙動を明らかにするために、この人工欠陥孔の形状、大きさおよびガス圧力とAE特徴パラメータとの相関を試みた。臨界圧力を越えると、すなわち、噴出ガス速度が音速を超えると、ジェット噴流を形成し、ガス圧力の上昇に伴い、AE平均値電圧が不安定に急増することがわかった。これはジェット噴流のエネルギ上昇に伴う現象であることがわかった。得られたAE信号波形の中には、特徴のある卓越する周波数(AEピーク周波数)の存在も確かめられ、圧力の上昇に伴い、このピーク周波数が減少することがわかり、ジェット噴流に特徴的なうなり現象(スクリーチトーン現象)と類似していることが判明した。このスクリーチトーンは、音速を超えるジェット噴流の出口付近に形成される衝撃壁(ショックセル)の動的挙動に起因するものであり、流体工学に密接に関係していることがわかっており、AE法の新たな展開のあることが示唆された。スリット欠陥の場合には、不均一な流れを象徴する二つのスクリーチトーンが見いだされ、流体工学的見地からの取り扱いが可能であることが確認された。段付きピンホールの場合には、スクリーチトーンが消滅してしまうことも見いだされ、流れの不均一性に対する今後の詳細な考察が必要になってきている。実験用配管の内部と外部の圧力差を利用してガスの漏洩を発生させるガス漏洩発生実験装置を用いて、様々な人工欠陥孔(直径0.20.5mmのピンホール、幅0.20.5mmおよび長さ35mmのスリット、段付きピンホール)からガス漏洩を発生させる。漏洩箇所を発生源とする配管を伝播する超音波(AE信号)を検出し、このAE信号によって噴出ガスの挙動を明らかにするために、(1)この人工欠陥孔の形状、大きさおよびガス圧力とAE平均振幅値との相関を試みた。臨界圧力を越えると、すなわち、噴出ガス速度が音速を超えると、ジェット噴流を形成し、ガス圧力の上昇に伴い、AE平均振幅値が不安定に急増することがわかった。これはジェット噴流のエネルギー上昇に伴う現象であることがわかった。段付きピンホールの場合は、これに該当せず、初期圧力で不安定な現象が見いだされた。(2)AEピーク周波数の存在も確かめられ、圧力の上昇に伴い、このピーク周波数が減少することがわかり、ジェット噴流に特徴的なうなり現象(スクリーチトーン現象)と類似していることが判明した。欠陥孔の直径が大きくなるにつれて低い周波数に移行することと、段付きピンホールや円錐状欠陥の場合には生じにくくなり、スクリーチトーンが消滅してしまうことも見いだされた。(3)流体力学による解析によって、検出されたスクリーチトーンに対するAEの発生源は、欠陥出口付近に形成される膨張壁の振動に強く依存していることが明らかにされた。
腎臓における水の再吸収を制御する新規生理活性ペプチドの精製、構造解析

本年度は前年度において精製、構造決定に成功した新しいアミノ酸配列を持つ生理活性ペプチドに対して主として遺伝子工学的な解析を行った。PCR法を用いてプローブを得た後、ブタ脳より作成したcDNAライブラリーに対してスクリーニングを行い、完全長のクローンを得た。シークエンス及びアミノ酸配列への翻訳の結果、このペプチドは前駆体を含めてカルシトニン関連ペプチド(CGRP)と60%程度の相同性を持っていることが判明した。次に遺伝子の構造を解析した結果、このペプチドはカルシトニン/CGRP遺伝子のカルシトニンをコードするエクソンを欠いたような構造であった。このペプチドの組織発現量を測定するためにノーザン解析を行ったところ、中枢においては視床下部、中脳など、末梢では主として甲状腺にバンドが検出された。またこのペプチドの特異的抗体を作成して組織含量を測定した結果、甲状腺等にも免疫活性が見られたが、脳下垂体に大量に非常に高い免疫活性が観察された。従って本ペプチドは中枢神経においては視床下部で合成され、細胞内輸送により脳下垂体に運ばれた上でそこから分泌されるという神経ペプチドにしばしば見られる分泌様式をとっていると考えられる。次にカルシトニン及びCGRP受容体を遺伝子工学的に発現させて合成ペプチドによる細胞内cAMP産生の測定を行ったところ、その構造上の類似性から考えられる結果とは異なり、CGRPではなくカルシトニン受容体に強く作用することが明らかになった。当初このペプチドは腎上皮細胞の細胞内cAMP濃度を上昇させる作用を持つことから水の再吸収に関係していると予想されたが、以上の結果からカルシウム代謝に関係する生理作用を有することが示唆される。本年度は新しい生理活性ペプチドの精製を行った。ブタ脳20kgを出発材料としてこれを煮沸、1M酢酸で抽出し、粗抽山液を得た。この粗抽出液からアセトン処理により分子量の比較的大きい蛋白成分を除去し、強イオン交換樹脂であるSP-Sephadexで分離した。この中で2Mピリジン-酢酸で溶出される画分ををSephdex G-50で分子量によって分離し、分離されてきたフラクションの中で分子量が1万Da以下に相当する部分を更にSephadex G-25で分離した。この段階でブタ上皮細胞LLC-PK1を各フラクションで刺激し、それぞれの細胞内cAMP産生活性を測定した。その中でコントロールに対し有為に細胞内cAMP濃度を上昇させるフラクションを集め、弱イオン交換クロマトグラフィーCM-52を用い、最初はpH6.5で、その分離されてきたフラクションの中で活性のあるものを更にpH3.8で展開した。最終的にC18及びphenylの逆相ク口マトグラフイーにより分離し、50pmol程度の単一ピークを得ることができた。このペプチドをアミノ酸シーケンサー及びマススペクトルを用いて解析した結果、今まで報告されていないアミノ酸配列を持つペプチドであることが分かった。このペプチドはカルシトニン遺伝子関連ペプチドと相同性を有するものの、その受容体に対する親和性はほとんどなく、むしろカルシトニン受容体に対してカルシトニン自身よりも強い生理活性を持つ事が受容体の解析から判明した。今後はこのペプチドの遺伝子解析等を進めていく予定である。
すばる望遠鏡による超広視野の多天体補償光学の実証

広視野補償光学を実現するトモグラフィー波面推定の新しいアルゴリズムとして、複タイムステップ・トモグラフィック波面推定の手法を、すばる望遠鏡の持込み装置である多天体補償光学実証機RAVENを用いて実証した。RAVENの波面センサーの解析により、各高さの大気揺らぎが風向きにより時間と共に移動していること、相関のピークの強度は100ms程度までは強く、この時間間隔では大気揺らぎの各層が「凍結して移動している」と見なせることがわかり、複タイムステップ・トモグラフィック波面推定の有効性が実証された。2014年度はすばる望遠鏡に試験観測装置RAVENを取り付けて、多天体補償光学系の実証試験観測を2回にわたって行った。3個の自然ガイド星と1個のレーザーガイド星を用いたトモグラフィー推定により2個のターゲット天体に対する多天体補償観測が実際に出来ることが確認できた。我々は特に広視野の補正を可能にするトモグラフィー推定の新しい手法として複タイムステップの情報を用いたトモグラフィー推定法を提案している。新しい手法では大気揺らぎの各層の高さと強度、移動速度(風速)と移動方向(風向)の情報が必要となるが、RAVENの試験観測で得られた波面センサーのさまざまな相関を取ることでこれらの値を必要な精度で推定できることを実証した。これらの推定のアルゴリズムおよび複タイムステップのトモグラフィー手法のアルゴリズムをRAVENの制御計算機に組み込み、実験室の較正系を用いて実際に模擬観測試験を行い、補償性能の向上が見られることを確認した。2015年の6月に予定されている試験観測において新しい推定手法を用いた試験観測を行い、実際の天体の観測において補償性能の向上が見られるかどうかを調べる。次世代30m望遠鏡(Thirty Meter Telescope)での複タイムステップの推定法の性能評価のため、TMTの広視野観測での大気揺らぎの影響を模擬する光学系の実験室内での構築を進めた。現状では3枚の位相板で揺らぎが加えられた波面を1個の波面センサーで測定する光学系の構築まで完了した。2015年度には2枚の位相板の追加と7台の波面センサーの追加により、TMTで想定される多天体補償光学系の設定を模擬する光学系を構築し、その性能評価を行う。本研究は地上大型望遠鏡の補償光学装置として、多天体の同時補償観測を実現するトモグラフィー多天体補償光学の実証と性能評価を行うことが目的である。その中で特にトモグラフィー推定の適用視野の拡大を目的とした、複数の時間ステップの測定量を用いる複タイムステップ-トモグラフィー法を我々は提案している。今年度は、すばる望遠鏡への持込み装置RAVENを用いて、多天体補償光学の実証観測を行った。特に複タイムステップトモグラフィー法をRAVENの制御計算機に実装し、実験室での光学シミュレーションでの性能評価および実際の天体を用いた性能評価を行った。この結果、実験室での光学シミュレーションでは計算機上でのシミュレーションから予想される性能がほぼ再現され、複タイムステップトモグラフィーが有効に機能することが分かった。一方で実際の天体の観測においては、古典的なトモグラフィー法による多天体補償光学がうまく機能することは確認できたが、複タイムステップトモグラフィー法に切り替えた場合でも予想されるほどの性能の改善が見られなかった。この結果は、瞳面を移動するように動く波面揺らぎ成分だけではなく、望遠鏡ドーム内の揺らぎ成分のように移動の動きを持たない成分の寄与が大きく、この成分をアルゴリズム内に取り入れて評価を行うことが重要であることを示唆する。今後は試験観測で得られたデータのオフラインでの解析により、性能向上についての検討を行う。これまでに得られた複タイムステップトモグラフィー法の計算機上でのシミュレーションおよび多天体補償光学系の実証装置RAVENのキャリブレーションユニットを用いた光学実験の結果を取りまとめて査読論文として発表した。これまでにない新しく有望な手法として支持され、さらに査読過程においては解析計算での性能評価を進め、計算機でのシミュレーションの結果と整合する評価が得られた。当初の申請の予定通り、平成27年度にすばる望遠鏡への持込み装置RAVENを用いて、実際の天体を用いた試験観測を行うことが出来た。さらに新しいアルゴリズムである複タイムステップ-トモグラフィー法をRAVENの制御ソフトウェアに実装し、古典的なアルゴリズムと新しいアルゴリズムを用いた場合の性能比較を行うことが出来た。さらに、試験解析において得られた波面センサーのデータをオフラインで解析することにより、性能向上に向けたポイントも判明しつつある。当初の計画にはない課題も見つかってきたが、それの改善に向けた性能評価も進展しており、おおむね順調に進展していると言える。本研究は地上大型望遠鏡の補償光学装置として、多天体の同時補償観測を実現するトモグラフィー多天体補償光学の実証と性能評価を行うことが目的であった。その中でも、特にトモグラフィー推定の適用視野の拡大を目的とした、複数の時間ステップの測定量を用いる複タイムステップ-トモグラフィー法を我々は提案しており、すばる望遠鏡への持込み多天体補償光学実験装置RAVENによる試験観測のデータを用いて、新しい手法の確立と性能評価を行った。実験室で行った性能評価では新しい手法が有効であることを確認しており、この結果については手法の提案と共に論文での報告を行った。新しい手法が有効に働くためにはまず観測時の大気揺らぎの高さ分布をリアルタイムに推定する必要がある。我々は試験観測時のデータを用いてSLODARの手法による大気揺らぎの高さ分布の測定手法を確立した。またこの解析結果から、マウナケア山での大気揺らぎプロファイルについても情報を得た。

その結果、地表層付近の大気揺らぎ成分の寄与が大きく、広視野の補償光学を実現する上で理想的なサイトであることを8m望遠鏡を用いた3分角という中程度の視野の補償光学の波面測定データから初めて実証し、国際研究会での発表と、論文での報告を行った。SLODARを用いた大気揺らぎ分布の推定を取り込んで、複タイムステップ-トモグラフィー法を適用した補償性能について、試験観測時に得られた試験データに適用して評価した結果、従来の手法よりも良い補償が実現できることを確認した。また、試験データから逆に構成した制御行列とも整合性が取れていることも確認した。これらの結果については論文での報告を予定している。さらに、科学的観測への展開として、銀河の内部構造を分解して、内部の星形成の様子や星の分布について解析を行う手法を開拓し、国際研究会において発表を行った。広視野補償光学を実現するトモグラフィー波面推定の新しいアルゴリズムとして、複タイムステップ・トモグラフィック波面推定の手法を、すばる望遠鏡の持込み装置である多天体補償光学実証機RAVENを用いて実証した。RAVENの波面センサーの解析により、各高さの大気揺らぎが風向きにより時間と共に移動していること、相関のピークの強度は100ms程度までは強く、この時間間隔では大気揺らぎの各層が「凍結して移動している」と見なせることがわかり、複タイムステップ・トモグラフィック波面推定の有効性が実証された。複タイムステップのトモグラフィーの実行に必要となる大気揺らぎの高さ、強度、移動速度、移動方向をそれぞれ推定する手法を確立し、そのアルゴリズムを既にRAVENを制御する計算機の中に実装している。また複タイムステップのアルゴリズムも制御計算機に実装しており、すでに実験室での試験系では動作確認が済んでいる。2015年6月に予定されている試験観測に向けて順調に準備が進んでおり、試験観測が無事に遂行できれば天体の観測における性能の評価が可能である。最終年度にあたる平成28年度は、すばる望遠鏡での試験観測で得られた波面センサーのデータをオフラインで解析することにより、複タイムステップ-トモグラフィー推定法の性能向上を図るうえでの改善点を探る。特に、望遠鏡ドーム内で生じる揺らぎのように移動しない成分を取り入れて推定することが必要であると考えている。すばる望遠鏡での実際の観測結果に基づいて、次世代30m地上大型望遠鏡に取り入れた場合の性能評価を完成させ、地上大型望遠鏡の装置提案への基礎として取りまとめる。28年度が最終年度であるため、記入しない。可視赤外線装置開発、銀河進化研究今後はまず2015年6月の試験観測において複タイムステップのアルゴリズムを用いた実際の観測を行い、性能の評価をする。またRAVENのこれまでの観測結果から、望遠鏡などに伴う振動の成分が波面センサーでの測定で検出されており、この影響の評価と、将来の装置での対処方法について検討を行う。