hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
迷走神経系刺激による不快感情の制御とその神経基盤

本研究は、不快感情の制御に重要な迷走神経系を、経皮迷走神経電気刺激により活動亢進させ、不快感情とそれに伴う交感神経系・内分泌系・炎症の反応を抑制できるかを検討することを目的とした。しかし経皮迷走神経電気刺激装置が日本に輸入できないことが明らかになったため、1分間6回程度の深呼吸により迷走神経活動を活動亢進させる方法に変更して予備的研究を行った。この結果、この方法により迷走神経系活動を亢進できることが明らかになったが(研究1)、不快感情に伴う各種反応を抑制する効果は見られなかった(研究2)。これは、刺激強度が不足していたためと考えられ、今後より頑健な刺激方法を開発する必要が示唆された。本研究では,脳と身体を双方向的に繋ぎ,ストレスや恐怖・不安などの不快感情の制御に重要な役割を果たしている迷走神経を,経皮迷走神経電気刺激により活動亢進させ,不快感情と,それに伴う交感神経系・内分泌系・炎症の各反応への制御を促進できるかを検討することを目的としていた。しかし経皮迷走神経電気刺激のための装置が日本に輸入できないことが明らかになったため,1分間6回程度の深呼吸により迷走神経活動を活動亢進させる方法に変更して,30名の被験者を対象にして予備的な実験研究を行った。被験者を,深呼吸を行う群と,自然呼吸を行う群に分割し,この操作の後,時間圧を負荷した暗算課題により急性ストレスを課し,そこでの炎症反応(IL-6),自律神経系反応(心拍,心拍変動性),心理的反応(主観的ストレス感)を測定してそれらへの影響を検討した。この結果,深呼吸は心拍変動性の低周波成分パワーを顕著に増加させ,同時に心拍数を減少させることが示され,迷走神経活動亢進が示唆された。またこのとき,ストレス刺激として負荷した時間圧を伴う暗算への炎症反応(IL-6)と主観的ストレス感が抑制されることが示された。さらに,主観的ストレス感の抑制は,炎症反応の抑制に統計学的に媒介されることが示された。これらの結果により,迷走神経の活動亢進がストレスやそれに伴う不快感情を抑制的に制御しうることが示唆された。これらの結果から,迷走神経活動を操作する新たな方法を確立することができ,次年度には当初の目的である,迷走神経活動亢進による不快感情の抑制的制御に関する神経基盤を検討できる目途が得られた。本研究では,経皮迷走神経電気刺激による迷走神経活動の亢進を実験操作として使用する予定でった。このための装置はアメリカ製であるが,日本への輸入実績がなく,先方に問い合わせたところ何らかの理由で現在は日本に輸入できないことが明らかになった。そのため,迷走神経刺激の別の方法として1分あたり6回程度の深呼吸を用いることとした。この変更のため,研究計画を修正することになり,また新たな方法の予備的検討に時間を要した。しかし幸いに深呼吸による操作方法が良好な結果を得たため,来年度には当初の計画を遂行できると思われる。迷走神経は脳と身体を双方向的に繋いでおり、特にストレスや恐怖・不安などの不快感情に伴う脳と身体の反応を適切に制御するために重要な役割を果たしている。本研究では、経皮迷走神経電気刺激(transcutaneous vagus nerve stimulation: tVNS)による迷走神経活動の亢進によって、不快感情と、それに伴う交感神経系・内分泌系・炎症の各反応への制御を促進できるかを検討する予定であった。しかしながら、tVNS装置は欧米では一般に研究に使用されているが、現時点で日本へ輸入することは困難であることが判明した。そこで迷走神経活動を刺激するための代替方法として、1分間6回の深呼吸(吸気4秒、保持1秒、呼気5秒)を用いることとした。この方法を用いた予備実験により、心拍変動性(heart rate variability)の低周波(low frequency: LF)成分が顕著に増強され、実験参加者の迷走神経活動が顕著に促進されたことが示された。そこでこの方法による迷走神経刺激群(N=15人)と統制群(N=15人)を設け、この実験操作後に、不快感情を惹起する画像を提示して、主観的感情状態・交感神経系反応(心拍・皮膚電気活動)・唾液中のコルチゾールと炎症性サイトカイン、を測定する実験を行った。迷走神経刺激群では感情制御機能が促進され不快感情に伴う心理生理的反応が低減すると予測され、この仮説に整合する方向での効果が見られたが、統計的に有意な効果は得られなかった。この原因として効果量に比してサンプル・サイズが小さすぎたことが考えられ、今後、より大きなサンプル・サイズでの検討を行う必要があることが示唆された。

これは、刺激強度が不足していたためと考えられ、今後より頑健な刺激方法を開発する必要が示唆された。平成29年度には,前年度に得られた知見に基づき,迷走神経活動亢進による不快感情抑制効果の神経基盤を明らかにするためにfMRIを用いた神経画像研究を行う。具体的には,1ベースライン安静,2深呼吸による迷走神経刺激または安静(統制条件),3安静時神経ネットワーク活動の撮像、4不快感情喚起課題中の脳賦活の撮像,の段階からなる実験手続きを実施する。1、2の段階はMRIスキャナ外、3、4の段階はMRIスキャナ内で行う。脳画像の撮像には、名古屋大学「脳とこころの研究センター」に設置されている3T-MRIスキャナを使用する。検討項目として,まず深呼吸後に安静時神経ネットワーク活動の撮像を行い,ベースラインの脳状態からの変化の有無を解析する。これにより迷走神経刺激が脳の広範囲な領域の活動に及ぼす影響を検証することができる。次に,不快感情喚起課題を遂行中の脳賦活をfMRIで測定し,感情状態の自己評価,自律神経系活動,唾液中コルチゾールとIL-6の濃度を測定する。これらの方法により,迷走神経刺激の感情の心理生理的反応への効果について前年度に得られた知見の再現を目指しつつ,その背後にある神経基盤を検討する。特に,身体からの信号が投射され表象される島皮質,感情制御の基盤である前頭眼窩皮質と前頭前皮質,感情を生起させる辺縁系領域を関心領域とし,それらの賦活及び機能的結合を解析する。生理心理学当初予定していた電気刺激による迷走神経刺激装置が日本に輸入できないことが判明したため,この装置を購入するための予算が執行できなかった。代替案として,深呼吸による迷走神経刺激を試み,有望な結果を得たが,平成28年度は予備的研究に留まったため比較的小規模な研究を行い,結果として執行額が少なかった。代替案として検討した深呼吸による迷走神経刺激が有望な結果を得たため,平成29年度には予定していた神経画像研究を遂行する。そのための費用として使用する。また,この課題に関する世界の最新の研究動向に関する資料収集を行うため,平成29年4月にボストンで開催される感情科学学会(Society for Affective Sciences)大会に参加するための費用として使用する。
地域在住高齢者における咳嗽力低下の要因解明と効果的な咳嗽力予防プログラムの構築

地域在住高齢者における咳嗽力の向上に効果的な介入方法を検討するために、吸気筋トレーニングおよび最大呼出練習の咳嗽力への効果を検証した。歩行が自立した地域在住高齢者60名を対象とし、吸気筋トレーニングを行う群20名、最大呼出練習を行う群20名、何を行わない対照群20名に無作為に割り付けた。吸気筋トレーニングは、最大吸気圧の50%に設定した吸気筋トレーニング機器を用いて吸気努力を行わせた。最大呼出練習では、ピークフローメータを用いて設定した目標値を超えられるように最大呼出を行わせた。ともに1日25回、週5回以上、4週間行うように指導した。介入前後には、咳嗽力の指標となる咳嗽時最大呼気流量、呼吸機能として努力性肺活量、最大吸気圧および最大呼気圧、運動機能としてTimed Up and Go testの所要時間と30秒立ち上がりテストの起立回数を測定した。介入後の測定および指導内容を遂行できた対象者を分析対象とし、介入前後および3群間の比較を行った。分析対象となった対象者数は、吸気筋トレーニングを行った群が12名、最大呼出練習を行った群が15名、対照群が17名であった。介入後、咳嗽力の向上が認められた群は、最大呼出練習を行った群であった。吸気筋トレーニングを行った群は最大吸気圧の有意な増加を示したが、咳嗽力の向上は認められなかった。3群間の咳嗽力変化量に有意差はなかった。地域在住高齢者の咳嗽力向上には最大呼出練習が有効である可能性が示された。2種類の介入および比較対照となる被験者を確保し、咳嗽力向上を目的とした介入を実施することができた。非監視下での介入ではあったが、対象者の6割以上が指導内容を実施し、効果検証を行うことができた。分析対象となった被験者における長期効果の検証を行う予定である。介入から1年後の再測定を実施する。再測定にあたって被験者が参加しやすい日時を設定し、事前に連絡をすることで、被験者の再測定への参加を促していく。再測定が行えなかった被験者数が少なくないと判断できる場合があれば、被験者の参加拒否の意思表示がないことを確認し、日時を再度設定し再測定を実施する。高齢者に多い誤嚥性肺炎発症の主要な要素は咳嗽機能低下といわれており、その機能の一つである咳嗽力は肺炎発症リスクに関連する指標である。地域在宅高齢者においても咳嗽力低下者は存在し、その関連要因の解明は咳嗽力低下予防に必要である。咳嗽力は肺活量と呼吸筋力に関連することが示されているが、これらは身体能力や身体活動に影響されることが指摘されている。そこで、今年度は地域在住高齢者における咳嗽力の関連因子を明らかにするために、呼吸機能だけでなく運動機能と身体活動を含め、咳嗽力との関連を検証することを目的とした。対象者は歩行が自立した地域在住高齢者65名とし、咳嗽力(咳嗽時最大呼気流量)、呼吸機能(努力性肺活量、最大吸気圧、最大呼気圧、胸腹部可動性)、身体能力(下肢筋力、バランス能力)、身体活動(中等度以上の身体活動、座位時間)を測定した。その結果、対象者のうち17名に咳嗽力低下が認められ、咳嗽力と呼吸機能および運動機能との間には有意な相関が認められた。さらに、これらの項目について分析を進めた結果、咳嗽力に対する独立した予測因子は努力性肺活量と最大吸気圧であった。こららの結果から、咳嗽力の関連要因は努力性肺活量と最大吸気圧であることが示され、身体活動は咳嗽力の関連因子ではないことがわかった。地域在住高齢者の咳嗽力において肺活量および吸気筋力は重要な因子であり、これらを保つことが咳嗽力低下予防に繋がる可能性がある。地域在住高齢者を対象に咳嗽力の関連因子を示すことができた。この結果が得られたことにより咳嗽力予防を目的とした介入効果の検証を行う準備が進んでいる。

分析対象となった対象者数は、吸気筋トレーニングを行った群が12名、最大呼出練習を行った群が15名、対照群が17名であった。介入後、咳嗽力の向上が認められた群は、最大呼出練習を行った群であった。吸気筋トレーニングを行った群は最大吸気圧の有意な増加を示したが、咳嗽力の向上は認められなかった。3群間の咳嗽力変化量に有意差はなかった。地域在住高齢者の咳嗽力向上には最大呼出練習が有効である可能性が示された。2種類の介入および比較対照となる被験者を確保し、咳嗽力向上を目的とした介入を実施することができた。非監視下での介入ではあったが、対象者の6割以上が指導内容を実施し、効果検証を行うことができた。地域在住高齢者を対象に咳嗽力低下予防を目的とした介入を2種類設定し、その効果検証を行う予定である。昨年度の調査対象となった地域の代表者と連絡をとり、対象者を募集うする。対象者は2つの介入群および対照群の3群を設定し、非監視型で行う。対象者が参加しやすい場所と日時を設定することで対象者を確保し、脱落者を最小限に抑えられるように進めていく。分析対象となった被験者における長期効果の検証を行う予定である。介入から1年後の再測定を実施する。再測定にあたって被験者が参加しやすい日時を設定し、事前に連絡をすることで、被験者の再測定への参加を促していく。再測定が行えなかった被験者数が少なくないと判断できる場合があれば、被験者の参加拒否の意思表示がないことを確認し、日時を再度設定し再測定を実施する。予定していた旅費が抑えられたことにより生じたものである。次年度は、測定機器の消耗品、介入に必要な機材、研究協力者への謝礼(謝金)、学会発表、論文投稿に助成金を資料する予定である。介入に必要な器具がより安価に購入できたことで次年度使用額が生じた。次年度は1年後の再測定に必要な人件費、謝礼品および消耗品の購入費用、成果発表の費用として利用する予定である。
超伝導エレクトロニクスに適した酸化物超伝導材料の開発

エレクトロニクス材料あるいは線材としての応用を目指したとき、酸化物超伝導材料の問題点として、その大きな異方性がクロ-ズアップされてきた。本研究では、この問題に取り組み、銅酸化物高温超伝導体について、どのような形態(結晶構造、ド-ピング量)の物質が比較的小さな異方性を有するかを明らかにした。また異方性のない酸化物超伝導体Ba_<1ーx>K_xBiO_3(BKB)を取り上げ、エレクトロニクス応用への材料として銅酸化物よりも有望であることを実証した。銅酸化物の異方性について明らかになったことは、その大きさが結晶構造とド-ピング量の2つの要因で決まっているということである。異方性が最も小さくなる結晶構造は、c軸方向にーCuーOーCuーOーという連鎖が形成されているもので、これに該当するのは、ペロブスカイト構造から派生したYBa_2Cu_3O_7と新しい高温超伝導体としての可能性を示唆されている(Ca,Sr)CuO_2の2つである。Y系材料では、実際これまでに知られている高温超伝導体のうちで最も異方性が小さいということが本研究によって実証された。更に各物質でド-ピング量の増加とともに異方性が減少することが確認された。このことから、Tcは多少減少しても、やや過剰にド-ピングされている材料が応用にとって望ましいことがわかった。BKBのTcは30Kで液体窒素温度に到達していないが、異方性がないおかげで接合作製の点で銅酸化物に優越している。本研究では、スパッタリング法で高品位薄膜を作製し以下のことを明らかにした。(1)BKBの上に金を蒸着することで安定なバリア-が形成され、フォトプロセスによるパタ-ニングでトンネル接合素子を作成できる。
樹木個体呼吸スケーリングから見た個体群構造とＣＯ２収支の時間推移

「樹木個体」は「環境適応、繁殖、進化の単位」であり、さらにその個体生理学的性質は森林全体のCO2収支などを評価する重要単位でもある。一般に、「樹木個体」は孤立せず個体間競争のある森林を形成し、「密度効果」によって、小個体は枯死し、大個体は成長拡大する。本提案では、林齢とともに密度減少する森林で個体(根を含む)呼吸を直接測定し「個体呼吸-個体サイズの関係の時間推移」を明らかにする。さらに、この時間推移を基に森林生態系全体の個体群構造(密度、個体サイズ頻度分布など)やCO2収支の時間推移を実測から検討した。本提案では、林齢とともに密度減少する森林で個体(根を含む)呼吸を直接測定し「個体呼吸一個体サイズの関係の時間推移」を明らかにする。さらに、この時間推移を基に森林生態系全体の個体群構造(密度、個体サイズ頻度分布など)や個体レベルのCO2収支の時間推移まで明らかにすることを目的とした。本年度は、林齢のことなるブナ2林分、スギ2林分からそれぞれ約20個体合計100個体の根を含む個体呼吸を夏季の成長期に測定した。測定個体数を多めに設定することで樹冠閉鎖部だけではなく、林縁、ギャップなどを含む時間空間的にヘテロな環境に応じた個体呼吸を評価した。その結果ブナ、スギの群落内の大個体で必ずしも「個体重量当たりの呼吸」(以下、RWとする)は高くなかった。樹冠下の中型個体のRWは低く競争で枯死する個体が多い。一方、林縁やギャップ下の成長の遅い小個体のRWはスギ、ブナともに各群落で高かった。自己間引きのある群落では、樹木個体サイズとRWの関係は両対数軸上で下に凸の非線形で表現できた。すなわち、林内の時間空間的に不均質な環境(林縁からの斜光、ギャップ光など)で不定枝、不定根を持った小個体のRWは優勢大個体よりも高く、必ずしも競争による敗者ではなかった。このように個体呼吸から個体間関係を検討した場合には、従来の競争排他原理とは異なる個体間関係の可能性が示された。樹木は発芽直後の実生から最大個体サイズまで10の12乗倍の重さに成長する。また、この長期にわたる成長期間にどのように呼吸を変化させるかが大きな生物学上の課題として検討されている。一方、森林生態系には常に時間空間的な不均一環境があり、こうした不均一性に応じて個体呼吸は大きくシフトする。しかし、現段階では個体呼吸のシフト幅はほとんどわかっていないことが大きな問題となっている。本課題では、2012年夏に、不均一環境のある森林生態系5か所、裸子2か所、被子樹木3か所の樹木それぞれ20個体づつ根とともに個体全体の呼吸を測定した。本年度はそのデータをさらに詳細に分析するとともにシダ植物など種子植物以外の維管束植物の個体呼吸も測定した。森林内の不均一環境に応じて裸子樹木も被子樹木も個体呼吸は大きく変動しており、この変動の幅が裸子被子の系統間差を吸収して両者の差がほとんどなくなった。また、自己間引きの生じている生態系では個体呼吸に一定の非線形性がみられ、この傾向は裸子と被子の両者に共通していた。すなわち、被圧されて樹冠下にある小個体でも不均一環境で横からの光を受けて個体全体の重量当たりの呼吸速度が高くなる傾向が見られた。こうした小個体は森林に生じたギャップでの修復機能(レジリエンス)を表していると考えられた。さらに、時間ととも変化する樹木密度と平均個体重量の関係、および自己間引き引き現象との関連性を理論的に検討した。両者の関係はロジスチック成長理論で統合することが可能であるが、一般ロジスチック成長曲線は柔軟性が高く上記の機能解析との深い関連性が示唆された。このようにおおむね当初の目的を果たしつつ研究を継続している。林齢のことなるブナ3群落、スギ群落からそれぞれ約20個体合計100個体の根を含む個体呼吸を夏季の成長期に測定した。

当初、実生から巨木まで幅広い個体サイズで個体呼吸を比較した場合には、落葉樹で葉の回転速度の高いブナ群落で個体呼吸が高く、葉の回転速度の低いスギ群落で個体呼吸が低い傾向が観察されると考えた。しかし、実際は同じ個体重量では個体呼吸に差がほとんど見られなかった。その理由は、サイズの大きな個体で構成された群落では自己間引きが起こり、ここに光環境などの不均一環境ができギャップや林縁に傘型の小個体が存在する。さらに群落内の込み合った個所には自己間引で枯死寸前の個体が観察される。こうした光の不均一環境に応じて個体呼吸は大きな可塑性を示すことがブナ群落でもスギ群落でも観察された。これらの可塑性がスギとブナの系統間差を吸収したため、両者の個体呼吸には大きな差がほとんど見られなかった。一方で、同じ光環境に生育する実生レベルの個体呼吸は内生菌などの菌類によって個体呼吸が大きな影響を受けてシフトすることもわかりつつある。以上の様に実生段階と成木段階では個体呼吸の主要制御要因も変化することが明らかとなりつつある。樹木は大きな幅で成長することを考えると生長段階に応じた制御要因(物理環境、生物環境要因)の変化を考慮しつつ、個体発生学的な視点から分析することも必要となった。「樹木個体」は「環境適応、繁殖、進化の単位」であり、さらにその個体生理学的性質は森林全体のCO2収支などを評価する重要単位でもある。一般に、「樹木個体」は孤立せず個体間競争のある森林を形成し、「密度効果」によって、小個体は枯死し、大個体は成長拡大する。本提案では、林齢とともに密度減少する森林で個体(根を含む)呼吸を直接測定し「個体呼吸-個体サイズの関係の時間推移」を検討し、さらに、この時間推移を基に森林生態系全体の個体群構造(密度、個体サイズ頻度分布など)の推移を検討した。その結果、実生から成木まで個体サイズを幅広く見た場合には、森林内の不均一環境に応じて裸子樹木も被子樹木も個体呼吸はおおむね1020倍程度の幅で変動していた。その結果、この変動の幅が両者の裸子と被子の個体呼吸差を吸収して差がほとんどなくなった。さらに、自己間引きの生じている森林では個体呼吸と個体サイズの間には一定の非線形性が確認され、この傾向は両者に共通していた。さらに、時間とともに変化する樹木密度と平均個体重の関係、および自己間引き現象との関連を理論的に検討した。両者の関係はロジスチック成長理論で統合することが可能であるが、一般ロジスチック成長曲線は柔軟性が高く、上記の個体機能量とサイズの間に関係に見られた結果との関連性が示唆された。以上のように、系統間に個体呼吸スケーリングの差はほとんど見られなかったが、いずれの系統でも大型樹木ほど地上部呼吸速度は地下部よりも高くなる傾向が見られた。これは従来、地上と地下部の呼吸がサイズに関係なく一定とした仮定と異なる新たな知見である。特に小型の樹木では細根が個体に占める割合が高いため、呼吸は、エンドファイトの感染の影響を強くうけた。この結果、個体呼吸スケーリングは小型樹木ほどシフトが強くあらわれた。26年度が最終年度であるため、記入しない。森林圏科学26年度が最終年度であるため、記入しない。1林分20個体、5林分で合計100個体の根を含む呼吸を測定できた。時間ととともに個体呼吸と重量の関係がどのような推移をするかおおむね傾向を把握できた。また、1林分で多数個体を測定したことで個体が森林内の不均質環境に適応した代謝調整を行っていることも明らかになった。
RETチロシン1062下流のシグナルの個体発生に果たす役割の検討

甲状腺癌やヒルシュスプルング病の原因遺伝子であるRETは臓器の正常な発生にも不可欠である。我々は遺伝子組換えマウスを用いた研究の結果、RETタンパクの中のあるアミノ酸が精子のもととなる幹細胞の増殖や分化の制御に重要であることを示した。また腎臓の発生においてはSprouty2という遺伝子がRETの働きに関与するが、腸管神経の発生においてはRETの影響はSprouty2より強いかもしれないということがわかり、ヒルシュスプルング病のような腸管神経の発生異常を呈する疾患の基礎データを示すことができた。RETチロシン1062を介するシグナルと精子幹細胞の自己複製能とのかかわりを解明するため、RETのコドン1062のチロシンをフェニルアラニンに置換したRET Y1062Fノックイン(KI)マウスの精巣について精子形成の異常を検討した。生後0、7、14、21、28日の野生(Wt)型、He変異型、Ho変異型のRET Y1062F KIマウスから精巣を摘出し、重量を計測したところ、Hoマウスでは14日目以降精巣が萎縮することがわかった。組織学的に検討したところ、精細管の数は同等であったが、Hoマウスでは14日目以降精細胞数が徐々に減少し、28日目にはほぼ消失していた。精細胞の減少が精子幹細胞の何らかの異常に起因するのではないかと考え、これらの精巣を抗RET抗体で免疫染色し、RET陽性細胞の数を定量した。その結果、生下時においてはRET陽性のgonocyte(精子幹細胞のもととなる細胞)の数に差はなかったが、Hoマウスでは生後7日目にはRET陽性細胞が減少し始め、生後14日ではごくわずかに残存するのみであった。さらにWt、Heマウスではその後もRET陽性細胞が維持され、精子を産生し続けるのに対し、Hoマウスでは生後28日で完全にRET陽性細胞が消失し、精子は確認されなかった。RET陽性細胞の中に精子幹細胞が含まれていることから精子幹細胞が減少していることが予想され、抗PLZF抗体(幹細胞のマーカー)で免疫染色し、精子幹細胞の数を定量したところ、RET陽性細胞と同じ動向を示した。TUNEL法による検討でアポトーシスは精細胞の減少への関与は少ないと考えられた。これらのことからRET Y1062F KIマウスではRET陽性の精子幹細胞が自己複製することなしに分化してしまい、消失するものと考えられ、RETチロシン1062を介するシグナルは精子幹細胞の自己複製に関係することが明らかとなった。個体の発生において、受容体型チロシンキナーゼRETの下流に存在するERKシグナルとSprouty 2が抑制性に制御するERKシグナルがどのような関係にあるかということを検討するため、RETの主要な細胞内シグナル伝達部位であるチロシン1062をフェニルアラニンに置換してシグナルを欠如させたRETY1062Fノックインマウス(RETKIマウス)と、Sprouty 2ノックアウトマウス(sp2KOマウス)を交配してsp2 KO/RETKI二重変異マウスを作出し、RETKIマウスで低形成となる腎臓、腸管神経の表現型を精査した。まずRETKIマウスのヘテロ変異体(W/He)とSprouty2 KOマウスのヘテロ変異体(He/W)を交配して二重ヘテロ変異マウス(He/He)を産出させ、さらにHe/Heマウスどうしを交配して二重ホモ変異マウス(Ho/Ho)を産出させた。Ho/Hoマウスの腎臓はW/Wマウスより小さかったが、W/Hoマウスよりは大きかった。組織学的にW/Hoマウスの腎臓の低形成の原因である発生時における尿管芽のbranchingの減少が改善されていることが確認された。この結果から腎臓の発生においてはSprouty 2の制御するERKシグナルとRET Y1062の下流のERI(シグナルが強く関連していることが示唆された。腸管神経においては、胃ではW/Hoに見られる神経細胞の減少が不完全ながら改善されていたが、小腸、大腸においては改善は見られなかった。このことから、腸管神経の発生においては、RETY1062下流のERKシグナルはSprouty2に制御されるERKシグナルより強い影響力を持っている可能性が示唆された。
転移性乳癌における転移と免疫細胞を標的としたZeb-1制御による抗転移薬の開発

本研究は上皮間葉転換(EMT)を起こした乳がん細胞が制御性T細胞(Treg)の誘導する機序を解明し、乳癌の転移を抑制する治療法を見出し、乳癌患者の予後改善につながる基礎研究が目的である。平成30年度は平成29年度に見出した因子の阻害剤を用いて解析を行い、EMTを誘導した乳がん細胞で免疫チェックポイント分子の発現抑制を認めた。さらに、in vivoにおいて腫瘍増殖抑制効果及び転移抑制効果を確認した。以上のことから、平成29年度に見出した因子の阻害剤が転移性乳癌の新たな治療薬として有用である可能性が考えられる。平成30年度において、平成29年度に見出した因子の阻害剤を用いて、EMTを誘導した乳がん細胞での免疫チェックポイント分子の発現動態について解析を試みた。その結果、EMTを誘導した乳がん細胞で免疫チェックポイント分子の発現低下を認めた。さらに、in vivoにおいてEMTを誘導した乳がん細胞の腫瘍増殖抑制効果及び転移抑制効果を確認した。これらのことから、研究計画通り、おおむね順調に進行していると考える。平成31年度は平成30年度に引き続いて、平成29年度に見出した因子と免疫系の関係について検討する。さらに、平成29年度に見出した因子が転移性乳癌に対する治療標的分子として有用であるか、in vivoにて評価する。これらにより成果が得られれば、順次、論文投稿や学会発表を行う。平成29年度はEMTを誘導した乳がん細胞がTregの誘導を抑制する機序について解析を行い、数種の免疫チェックポイント分子の発現増加を認めた。また、EMTを誘導した乳がん細胞での細胞内シグナル伝達経路についても検討を行い、数種の細胞内シグナル伝達因子の活性化を見出している。さらに、活性化が認められたシグナル伝達因子の阻害剤を用いてEMTの誘導を抑制できるか検討したところ、シグナル伝達因子の阻害剤によりEMTの誘導が抑制された。これらについては、今後、活性化が認められたシグナル伝達因子の阻害剤を用いて、免疫チェックポイント分子及びTregの誘導を抑制できるか明らかにし、EMTと免疫の関係について明らかにしていく予定である。また、活性化が認められたシグナル伝達因子の阻害剤により乳がん細胞の細胞運動能及び浸潤を抑制することを見出している。以上のことから、活性化が認められたシグナル伝達因子がEMT誘導に重要であり、EMT誘導を阻害することで乳癌の転移を抑制する可能性が示唆された。今後、活性化が認められたシグナル伝達因子と免疫チェックポイント分子及びTreg誘導の関係について明らかに検討を進めていく予定である。平成29年度において、EMTを誘導した乳がん細胞における免疫チェックポイント分子及び細胞内シグナル伝達因子について解析を試みた。その結果、数種の免疫チェックポイント分子の発現増加及び細胞内シグナル伝達因子の活性化を認めている。さらに、活性化が認められたシグナル伝達因子の阻害剤によりEMTの誘導が抑制された。平成30年度はEMTを起こした乳がん細胞がTregを誘導する機序の解明を引き続き進める。平成29年度において、EMT誘導に関与するシグナル伝達因子の活性化を見出しており、シグナル伝達因子の阻害剤にて、EMTの誘導が抑制されることを認めている。今後、活性化が認められたシグナル伝達因子とTreg誘導の関係を明らかにする。平成30年度における研究計画は、活性化が認められたシグナル伝達因子が転移性乳癌に対する治療標的分子として有用であるか、in vivoにて評価する。平成30年度に購入する予定であった試薬が生産の都合で納入時期が未定であったために、平成31年度で購入する予定である。
主観的経過時間評価を用いた睡眠障害における認知機能メカニズムの解明

一部の不眠症患者は、実際の睡眠時間は質・量ともに正常であるにもかかわらず、主観的には眠れないと苦痛を訴える(主観的および客観的睡眠時間の乖離)という睡眠状態誤認に陥っている。本研究では、健常成人を対象に、主観的及び客観的睡眠時間の乖離メカニズムに関する基盤データを取得することを目的に、主に客観的睡眠パラメータが睡眠中の主観的経過時間にどのように影響するか、6ブロック評価プロトコルを用いて明らかにした。睡眠中の主観的経過時間は一日の中で睡眠をとる時間帯には関係せず、睡眠構造とくに先行する徐波睡眠量に依存することを明らかにした。【研究目的】一部の不眠症患者は,実際の睡眠時間は質、量ともに正常であるにもかかわらず,主観的には眠れないと苦痛を訴える(主観的および客観的睡眠時間の乖離)という睡眠状態誤認に陥っている.本研究では,主観的及び客観的睡眠時間の乖離メカニズムとその制御法に関する基盤データを取得することを目的に,睡眠時間,睡眠深度,睡眠効率,中途覚醒時間,生体リズム位相などの客観的睡眠パラメータが,主観的睡眠感にどのように影響するか,6ブロック評価プロトコルを用いて明らかにした.本研究は研究代表者が所属する国立精神、神経センター武蔵地区倫理委員会の承認を得たものである.【研究方法】規則正しい睡眠習慣であることを確認した健常成人男性17名を対象とした.実験は,0-9時までの睡眠をとる夜間睡眠条件,および,生体リズムの逆位相にあたる12-21時まで睡眠をとる昼間睡眠条件の2つの睡眠条件を設定した.9時間の睡眠区間を6ブロックに分け,各ブロックで1回覚醒させ,主観的睡眠時間を得た(6ブロック評価プロトコル).実験中は自記式スケールにて眠気、気分などの心理状態を把握しながら,全ての被験者に対し深部体温測定,ホルモン測定による生体リズム位相を判定するとともに,睡眠ポリグラフ記録を行い,睡眠ポリグラフ解析により睡眠、覚醒度を判定した.【研究結果と考察】健常成人では夜間,昼間どちらの睡眠条件においても睡眠の前半に比較して睡眠後半における睡眠時間を実経過時間より短く見積もることが明らかになった.重回帰分析の結果,主観的睡眠時間に有意な正の関連を持つ客観的パラメータとして徐波睡眠出現率が抽出された.すなわち,主観的睡眠時間は睡眠をとる時間帯に関わらず睡眠中の徐波睡眠量に影響を受けることが示された.【研究目的】一部の不眠症患者は、実際の睡眠時間は質・量ともに正常であるにもかかわらず、主観的には眠れないと苦痛を訴える(主観的および客観的睡眠時間の乖離)という睡眠状態誤認に陥っている。本研究では、主観的及び客観的睡眠時間の乖離メカニズムとその制御法に関する基盤データを取得することを目的に、睡眠時間、睡眠深度、睡眠効率、中途覚醒時間、生体リズム位相などの客観的睡眠パラメータが、主観的睡眠感にどのように影響するか、40-80短時間睡眠・覚醒スケジュール法を用いて明らかにした。本研究は研究代表者が所属する国立精神・神経センター武蔵地区倫理委員会の承認を得たものである。【研究方法】規則正しい睡眠習慣であることを確認した健常成人男性11名を対象とした。実験1日目の午後2時より、シールドルーム内において50時間にわたり40分の就床、80分の離床を繰り返し行った。40分の就床区間終了時および離床区間開始40分の時点において、被験者に主観的経過時間を評価させた。実験中は自記式スケールにて眠気・気分などの心理状態を把握しながら、全ての被験者に対し深部体温測定、ホルモン測定による生体リズム位相を判定するとともに、睡眠ポリグラフ記録を行い、睡眠ポリグラフ解析により睡眠・覚醒度を判定した。【研究結果と考察】主観的睡眠時間は有意な概日変動を示し、午後8時前後で最低を示した後、朝方に向けて延長し午前8時に最大となった(約3倍)。さらに午後8時前後では睡眠時間をほぼ正確に評価していたが、朝方に向けて過大評価するという乖離傾向がみられた。これらの結果は睡眠状態誤認などの不眠症患者の病態メカニズムの解明に役立つと考えられる。
形式的手法とサイバーフィジカルシステム設計開発との相互拡張

上半期は、昨年度から継続して、元の仕様と因果関係をもつ他の条件も考慮して入力生成問題を解く枠組みについての研究を行った。既存の入力生成問題アルゴリズムにおいては、時相論理式の形で与えられた仕様について、その論理式のロバスト意味論で与えられる値を目的関数として最小化問題を解くことで、よりロバストさの小さい、すなわち仕様に反するシステムへの入力を導出するのであった。しかし仕様によっては目的関数の形状が疎、あるいは多峰になり、最小化問題が上手く解けない場合があった。本手法では、この問題を解決するため、(1)元の仕様の他に、それと因果関係を持つ付帯条件をベイジアンネットとして与え、(2)仕様に反する入力の導出を、ロバスト意味論の値の最小化ではなく、仕様が偽であるときの付帯条件の真偽値の分布との距離の最小化として行った。これによって、元の目的関数の形状が最適化に適していなくとも、付帯条件のいずれかが適していれば、それをヒントに入力生成問題を解くことができる。本成果に基づく論文は2017年9月19日イタリア・トリノで行われた査読付き国際学会FVAV2017で採択されている。下半期は、深層強化学習によるサイバーフィジカルシステム設計の誤り発見手法の開発を行った。本研究は国立研究開発法人産業技術総合研究所の技術研修として行われた。既存手法が入力生成問題をロバスト意味論の最小化問題として解いたのに対して、本手法ではこれを強化学習の問題として解くことを提案した。最大の利点のひとつは、既存手法ではシステムへの入力を予めフィードフォワードとしてしか与えられなかったのに対し、強化学習では各時刻において現在の状態を観測しながらフィードバックとして決定できる点である。本成果に基づく論文は2018年7月にイギリス・オックスフォードで行われる査読付き国際学会FM2018において採択済みである。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、サイバーフィジカルシステム(CPS)のモデルベース開発において形式的手法を活用し、"correct by constructionなものづくり"の実現を目指す。特に、技術的には、これらシステムの設計開発の現場で必要不可欠となる入力生成問題に注力する。入力生成問題とは、与えられたシステムSとシステムに対する仕様Pに対し、システムSへの入力iであって、システム全体の動作S(i)が仕様Pを満たすようなものを求める問題である。ここでシステムSはSimulinkのようなモデリング言語で、仕様Pは時相論理式として記述されるものとする。CPSの設計開発の現場において入力生成問題は、例えばエラー検出(仕様Pとして望ましくないエラーを取ることで、エラーが発生するシステムSへの入力iを検出する)等、様々な応用における基礎的な問題として、極めて重要である。この入力生成問題に対し、下記の2つの相補的なアプローチを統合することで、現場で運用可能なソルバを開発することが、本研究の最終目的である。1つのアプローチは、ロバスト意味論を用いた連続量最適化問題への帰着である。Breach [Donze et al., CAV `10]、S-TaLiRo[Annapureddy etal., TACAS`11]等のツールがこのアプローチに基づいて開発されている。もうひとつのアプローチとして、[赤崎et al., HAS `14]で提案した、Hoare論理の事前条件および事後条件の計算による入力の演繹的導出が挙げられる。前者はシステムのダイナミクスが連続的な場合、後者は離散的な場合に特によい性質を持ち、両手法を統合することによって、大幅なスケーラビリティの向上が期待できる。両手法を統合した入力生成問題のための枠組みを模索していくため、今年度は特にロバスト意味論を用いたアプローチについて、実際のCPS設計開発の現場で適用する場合の課題を調査することに力を置いた。従来のロバスト意味論、特にSpace Robustness [Fainekos & Pappas, TCS `09]を用いたアプローチに基づくソルバでは、システムが離散的なダイナミクスに従う場合、帰着した連続量最適化問題がプラトー型の関数に対する最適化問題となってしまうため、入力生成が出来ない場合があるという問題があった。我々の今年度の成果の一つは、この問題を解決するため、先のSpace RobustnessとTime Robustness [Donze & Maler, Formats `10]の両方のエッセンスを持つ新しい論理Averaged STLおよびその意味論を定義し、これに基づく入力生成問題ソルバをS-TaLiRoの実装に組み込んで、性能の向上を確認したことである[赤崎&蓮尾, CAV `15]。また上記の成果および実際の設計開発現場での運用に堪えるツールの開発にむけたディスカッションのため、S-TaLiRoの開発グループであるアリゾナ州立大学のFainekosらの研究室、並びにBreachの開発等に協力しているカリフォルニア州のToyota Motor Engineering & Manufacturing NorthAmerica, Inc.の研究所を訪問した。ここでAveraged STLのBreachへの共同実装も行われた。また既存のソルバで解けない入力生成問題のモデルケースについても情報交換を行った。本研究では、サイバーフィジカルシステム(CPS)のモデルベース開発において形式的手法を活用し、"correct by constructionなものづくりの実現"を目指す。特に、入力生成問題を解く効率的なアルゴリズムの開発を目指す。入力生成問題とは、与えられたシステムSとシステムに対する仕様Pに対し、システムの入力

iであって、システム全体の動作S(i)が仕様Pを満たすようなものを求める問題であり、システムのエラー検出(仕様Pとして望ましくないエラー状態を取ることで、システムがエラー状態に陥る入力iを検出する)や経路生成(この場合は仕様Pとしてシステムにたどり着いてほしい終状態をとる)等、様々な応用に対する一般的な定式化である。本研究の最終目標は、下記の2つの相補的な既存のアプローチを統合し、実世界に現れる入力生成問題に適用可能なスケーラビリティを持つソルバを開発することである。1つは、ロバスト意味論を用いて連続量最適化問題へ帰着する、機械学習的なアプローチである。現在の主流はこちらであり、Breach [Donze et al., CAV 2010]やS-TaLiRo[Annapureddy etal., TACAS2011]などのソルバがこれに基づいて開発されている。もう1つは、Hoare論理における事前事後条件の計算によって入力を演繹的に導出する計算論理学的なアプローチである。[赤崎et al., HAS 2014]では、限られたクラスのCPSに対して、命令型言語で書かれたプログラムの場合と同様に仕様Pを満たすために入力iが満たすべき条件をシステムの構成から帰納的に計算する方法が提案された。これらの2つのアプローチは手法が有効な問題が相補的な関係にあり、これらの理論的統合が実世界の入力生成問題に対して有効なソルバを導くと期待している。今年度は、連続量最適化問題のソルバとして盛んに研究されている、ガウス過程最適化などのアルゴリズムに注目して研究を行った。これらアルゴリズムの特徴は、最適値を求める元の関数に対する予測を行いながら、その予測に基づいて最適化を行うことである。当初は、この予測を事前条件・事後条件の近似として用いることで、Hoare論理のように入力の演繹的導出を行うというアイデアで研究を進めた。まず、入力生成問題の一ケースである条件付き安全性のエラー検出に絞って、この効率的な解法の開発に注力した。この問題の難しいところは、ランダムな入力のもとではシステムの動作が前提条件を満たすことが稀である場合、エラーが検出される可能性が極めて低くなってしまうことである。これは機械学習的アプローチに基づく現在の主流の入力生成問題ソルバ共通の弱点である。この問題に対し、前提条件が満たされる入力空間における領域をガウス過程を用いて予測することで、既存手法に比べ比較して高確率で前提条件を満たす入力を生成しながらエラー検出を行うアルゴリズムを提案した。この成果は国際会議RV2016において発表が行われた。さらに、先の手法を条件付き安全性からより一般の場合に拡張することを試みた。条件付き安全性の効率的なエラー検出においては、元の条件付き安全性という仕様のほかに、その部分式にあたる前提条件についても注目することで、ソルバの性能向上を図った。
がん樹状細胞ワクチン療法における免疫モニタリング法の確立と臨床への応用

(1)健常人末梢血単核球(PBMC)にサイトメガロウイルス(CMV)ペプチドを添加し10%ウシ血清アルブミン(BSA)またはヒトAB血清(HSAB)添加培地で2週間培養した後、テトラマー解析にてCMV特異的CTLを測定した。BSA添加培地では細胞障害性T細胞(CTL)未検出であったが、HSAB添加培地では高頻度に検出された。ゆえに添加血清はHSABが適当と思われた。(2)96wellプレート1wellあたり1×10^5、2×10^5の細胞数にてMLPCを行い、2週間後にテトラマー解析を行った。1×10^5では28well中7wellでCTLを確認したのに対し、2×10^5では14well中全てのwellでCTLを確認した。また、2×10^5では1×10^5に比較して、1wellのテトラマー陽性率が高かった。このことから、2×10^5の播種ではCTLが1well中2個以上存在する可能性が考えられた。ゆえに、より正確にCTLを測定するためには、1wellあたり1×10^5が適当と思われた。(3)5、10、20μMの3濃度の抗原ペプチドを添加してそれぞれMLPCを行った。培養2週間後にテトラマー解析にてCTLを測定した。その結果誘導出来たCD8陽性T細胞中のCTL数は、それぞれ8.4×10^<-6>、10.5×10^<-6>、4.2×10^<-6>であり、10μMが最も誘導率が高かった。2)臨床への応用現行法ではCTLが検出されない患者PBMCを用いて、MLPC後にTetramer解析を行った。ワクチン投与前ではCTLが確認できなかったが、投与7回ではCD8陽性T細胞中6.8×10^<-6>、投与15回では12.3×10^<-6>とCTLが増加していた。MLPC法により、患者末梢血中のCTLの検出率を上げることが可能となった。
残響・雑音環境下における多人数会話の話者ダイアライゼーションの研究

平成29年度では、位相復元による話者ダイアライゼーションへの応用を目指し、前年度において確立した音声の位相復元アルゴリズムを複数チャネル処理に拡張した。これと並行して、前年度の成果を改善するために単一チャネル音声強調のアルゴリズム改善にも取り組んだ。複数チャネル拡張では、単一チャネルアルゴリズムを残響・雑音下において収録された複数チャネル音声に適用し、強調された音声を用いて音源定位することで、音空間情報の性能を評価した。複数チャネル拡張により話者ダイアライゼーションの手がかりとなる音空間情報の耐雑音性能が改善することを確認した。特に、雑音による音空間情報の歪みを抑圧することができた。一方、改善性能は環境に依存することも明らかになった。この研究は音響学会や電子情報通信学会で発表し、信号処理や音響処理の分野の研究者からの多大な御意見やアドバイスをいただいた。拡張手法の改善が今後の課題である。単一チャネル音声強調のアルゴリズム改善では、今まで独立に行われてきた音声の振幅と位相の両復元を関連付け、新しい音声強調アルゴリズムの構築を行った。具体的には、従来研究でよく知られた振幅に関する評価関数に、位相に関する条件を付与した新たな評価関数の最適化を行うことで実現した。前述の取り組みと同様、音響学会や電子情報通信学会で発表し、今後の方針についての議論を進めることができた。また、前年度の成果である単一チャネル位相復元に関する論文が世界的に著名な学会論文誌であるIEEEジャーナルに受理され、前年度の研究の正当性が認められた。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度では、位相復元による単一チャネル音声強調手法のアルゴリズム構築に取り組んだ。残響・雑音環境下において話者ダイアライゼーションを行うためには、残響抑圧や雑音抑圧などの前処理により、所望の音声を強調する必要がある。特に話者ダイアライゼーションの対雑音性能改善のためには、従来注目されていなかった位相スペクトルの復元が重要であることが示唆されている。話者ダイアライゼーションではマルチチャネル処理が一般的であるが、音響信号処理の位相復元の例は少ないため、基礎的な検討として単一チャネル処理で行った。具体的には、「位相歪み」と呼ばれる特徴量が音声の位相スペクトルの時間・周波数特徴を良く表すことを利用し、それを用いた位相復元アルゴリズムを提案した。提案手法とベースラインとの理論的関係や、様々な環境における詳細な実験から、提案する位相復元手法が音質改善に有効であることを確認できた。このことは国内の信号処理学会や音響学会で発表を行い、信号処理、音声聴覚、音響処理分野の研究者から興味をもってもらい、さらに多大な御意見をいただいた。また、信号処理分野における世界最大の国際学会ICASSPでも厳正な査読の結果受理され、発表を行った。世界的にも珍しい研究であり、多くの聴衆からの御質問、御意見をいただいた。他研究者からの意見を基に論文としてまとめ、世界的に著名な学会論文誌であるIEEEジャーナルへの投稿を行った。(4月末現在、査読中)理由は、ベースラインとなる手法と比較し、本提案手法に基づく位相復元によって強調音声の音質が大きく改善したことである。さらに、位相復元による音質改善の理論的最大値に近づいたことも挙げられる。一方、上記結果が当初の予定以上の成果であるに対し、これらが騒音環境種類に依存しており、音質が大きく改善する環境もあれば、余り効果的に改善しない環境もあるため、研究する余地が十分残っていると考えられる。以上二点を踏まえて「おおむね順調に進展している。」という自己評価となった。今後の推進方策については当初の研究計画と変わりなく、次の二点を行う。一点目は、更なる音質改善を目指し、異なるアプローチに基づき単一チャネル位相復元による音声強調発展に取り組むことである。二点目は、マルチチャネル位相復元による話者ダイアライゼーションへの応用である。単純にマルチチャネルに適用するだけでなく、マルチチャネルで成り立つような制約条件を付加し、理論的な拡張を目指す。
送受信協調準最尤ブロック信号検出を用いるマルチユーザＭＩＭＯアクセスに関する研究

次世代移動無線通信システムにおいて期待されている超高速伝送の実現に向けて,私は優れた伝送品質を低演算量で実現できる準最尤型準最尤ブロック信号検出法と,無線ネットワークにおける同一チャネル干渉(CCI)の低減と収容トラヒックの増大のための干渉測定型チャネル棲み分けに基づく動的チャネル配置(IACS-DCA)におけるマルチチャネル配置について検討を行った.昨年度の検討では,IACS-DCAによる優先度2位以下のチャネルも同時に使用する単純なマルチチャネル配置について,従来法と比較して受信信号対干渉電力比(SIR)を改善できることを示した.しかし,優先度2位以下のチャネルの使用がアルゴリズムの動作を乱してしまい,チャネル再利用パターンの安定度が低下してしまうという問題があった.そこで私は,マルチチャネル配置に適したIACS-DCAとしてマルチグループIACS-DCAを提案し,従来のIACS-DCAによるマルチチャネル配置と比較して安定したチャネル再利用パターンを形成でき,また全ユーザが良好な伝送特性を達成できることを示した.また,これまでは準静的な干渉環境での検討が主であり,干渉環境がダイナミックに変動する場合における検討が不十分であった.そこで私は,アクセスポイント(AP)の分布が時変動するネットワークモデルにおけるIACS-DCAの性能評価を行った.ネットワーク上のアクティブAPが動的に変動するモデルを想定した計算機シミュレーションを行い,IACS-DCAがアクティブAP分布の時変動に対応したチャネル再利用パターンを形成できること,また従来法と比較して伝送特性を改善できることを示した.本年度は,上記の研究およびそれに関連した研究に関し,1件の国際会議,2件の国内研究会で成果発表を行った.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。次世代移動無線通信システムにおいて期待されている超高速伝送の実現に向けて,私は優れた伝送品質達成するQR分解とMアルゴリズムを用いる演算量削減型準最尤ブロック信号検出法(QRM-MLBD)をベースに,最小平均二乗誤差規範に基づく周波数領域等化(MMSB-FDE)を利用して更なる演算量削減を実現する2ステップQRM-MLBDを提案し,検討を行っている. MMs E-FDE後の軟判定値から求めた各シンボル候補の事後確率による探索シンボル候補の絞り込みを行うことにより, Mアルゴリズムにおけるパスメトリック演算量の削減だけではなく,信頼度の高いシンボル候補を受信信号から減算しチャネル行列サイズを縮小することでQR分解に要する演算量を削減できることを示した.また,探索シンボル候補の絞り込みの際のパラメータである累積事後確率が誤り率に与える影響についても明らかにしている.また私は,無線ネットワークにおける同一チャネル干渉(CCI)の低減と収容トラヒックの増大を目的とし,干渉測定型チャネル棲み分けに基づく動的チャネル配置(IACS-DCA)におけるマルチチャネル配置について検討を行った.従来のIACS-DCAでは,各チャネルのCCI電力の移動平均値をチャネル優先度テーブルに保有し,優先度第1位(平均CCI電力最小)のチャネルのみを用いていた.本検討では,優先度2位以下のチャネルも同時に使用することで, CCIを低減しつつ周波数利用効率の向上を図っている.従来法(基地局が起動時にCCIを測定し,瞬時CCIの小さい複数チャネルを用いる手法)と比較して,受信信号対干渉電力比(SIR)を改善できることを示した.本年度は,上記の研究およびそれに関連した研究に関し, 1件の国際会議で成果発表を行った.また,現在投稿中の学術論文が1件である.次世代移動無線通信システムにおいて期待されている超高速伝送の実現に向けて,私は優れた伝送品質を低演算量で実現できる準最尤型準最尤ブロック信号検出法と,無線ネットワークにおける同一チャネル干渉(CCI)の低減と収容トラヒックの増大のための干渉測定型チャネル棲み分けに基づく動的チャネル配置(IACS-DCA)におけるマルチチャネル配置について検討を行った.昨年度の検討では,IACS-DCAによる優先度2位以下のチャネルも同時に使用する単純なマルチチャネル配置について,従来法と比較して受信信号対干渉電力比(SIR)を改善できることを示した.しかし,優先度2位以下のチャネルの使用がアルゴリズムの動作を乱してしまい,チャネル再利用パターンの安定度が低下してしまうという問題があった.そこで私は,マルチチャネル配置に適したIACS-DCAとしてマルチグループIACS-DCAを提案し,従来のIACS-DCAによるマルチチャネル配置と比較して安定したチャネル再利用パターンを形成でき,また全ユーザが良好な伝送特性を達成できることを示した.また,これまでは準静的な干渉環境での検討が主であり,干渉環境がダイナミックに変動する場合における検討が不十分であった.そこで私は,アクセスポイント(AP)の分布が時変動するネットワークモデルにおけるIACS-DCAの性能評価を行った.ネットワーク上のアクティブAPが動的に変動するモデルを想定した計算機シミュレーションを行い,IACS-DCAがアクティブAP分布の時変動に対応したチャネル再利用パターンを形成できること,また従来法と比較して伝送特性を改善できることを示した.本年度は,上記の研究およびそれに関連した研究に関し,1件の国際会議,2件の国内研究会で成果発表を行った.26年度が最終年度であるため、記入しない。研究の目的である更なる演算量削減のための送受信協調等化の検討について,従来検討されてきた送信等化技術を提案法である2ステップQRM-MLBDに適用した場合の理論的検討と問題点を明らかにしたが, 2ステップQRM-MLBDに適した送信等化の検討が未達であるため.これまでは先行研究に基づき, 1タップ周波数領域等化(線形等化)による送受信協調

2ステップQRM-MLBDの実現について検討してきたが,非線形送信等化を用いる手法について検討を進める.また,無線ネットワークにおけるチャネル棲み分け技術と信号検出技術である2ステップQRM-MLBDを組み合わせた無線システムについても検討を行う.