hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複合機能有機材料(超伝導・スピン液体・新規相転移等)の開発

単結晶を用いて、導電性と格子定数の湿度異存性を検討した。その結果、湿度依存挙動が結晶表面のみに起因する現象ではなく、結晶内部にまで及ぶ結晶水の出入りによるものであることが判った。インドリンとトリシアノキノジメタン(3CNQ)誘導体がπ結合で結ばれたD-π-A分子内電荷移動錯体を作成した。3CNQの置換基によって電荷移動度(δ)が変化し、そのδから予想される分子(超)分極率が、分子軌道計算から見積もった数値とよく一致することを見出した。新規イオン性C_<60>錯体(Cp^*_2Co^+)_2(C_<60>^<2->)(PhCN/PhCl_2)_2を得た。結晶構造解析から、8つのCp^*_2Co分子がC_<60>に配位しており、その結果三方向に交互積層鎖を形成していることを見出した。3/4-filled系の純有機物超伝導体β"-(ET)_2SF_5CH_2CF_2SO_3について一軸圧縮による物性制御を行った。伝導面内b軸方向への圧縮によってT_Cが上昇することや、伝導面内のα'軸方向への圧縮によって超伝導相の近傍に非金属相が誘起されることを見出した。また、1/2-filled系の新規錯体κ-(ET)_4[M(CN)_6][N(C_2H_5)_4]-2H_2O(M=Co^<III>,Fe^<III>)において特異な電荷整列現象を見出した。(EDO-TTF)_2PF_6の光誘起絶縁体-金属相転移が1.5psで完了することが判った。転移過程において光反射率の振動的変化が観測された。絶縁相において、この振動周期にほぼ対応する振動数を持っRaman散乱が観測され、電子-格子相互作用がこの光誘起相転移に重要な役割を果たしていると推定された。多成分系イオン錯体(TBPDA)_2(C_<60>^<・->)(D^+)(D=TDAE,Cp^*_2Cr,Cp^*_2Co)の単結晶を得た。TDAE塩とCp^*_2Co塩は各々60K、40K以下でg因子分裂とEPRスピン磁化率の減少を示し、反強磁性的な短距離秩序を持つクラスターの生成を示唆している。イオン液体(EMI)(FeCl_4)が高導電性-常磁性液体であることを見出した。凝固により磁気モーメントが0.03μ_B程度増大し、4.2K以下で反強磁性秩序を示す。また、室温溶融単純塩としては最も高い室温伝導度(3.3×10^<-2>Scm^<-1>)を示す(DMI)[N(CN)_2]を作製した。インドリンとTCNQからなる分子内電荷移動化合物において、長鎖アルキル基の効果による低融点物質を得た(融点の最小値:95°C)。融解後に冷却すると、無定形の過冷却状態になるが、70°Cで再加熱することにより最初の相とは異なる結晶相に転移する。流動性と自己凝集能の兼ね合いが起因していると考えられる。磁気転移を示さないスピン液体モット絶縁体κ-(ET)_2Cu_2(CN)_3の静水圧下でのモット転移・超伝導転移をNMR・伝導度測定で調べ、スピン液体特有の温度-圧力相図を得た。約20年ぶりに新しいTMTSF系超伝導体を開発した。ダイヤモンドアンビルを用いた超高圧下での伝導度測定技術を確立し、約9GPaまでの測定に成功した。超高速・高効率光誘起絶縁体-金属転移を示す(EDO-TTF)_2PF_6に関して、EDO-TTF分子のビニル基が重水素置換された錯体の作成を試み、重水素置換体純度が80-95%の錯体を得た。いずれも2-3Kの転移温度の上昇を示し、大きな同位体効果が見られた。核酸塩基の一つであるシトシンとTCNQ誘導体からなる電荷移動錯体を作成し、それらの結晶構造や物性を調べた。無置換
異種金属間の接合とその矯正臨床への応用

平成9年度に開発した超弾性型Ti-Ni合金ワイヤーとCo-Cr合金ワイヤーおよびステンレス鋼ワイヤーとの溶接技術を用いて、さまざまな矯正装置の開発を行なった。まず、サイズ0.016×0.022 inchの超弾性型Ti-Ni合金ワイヤーとCo-Cr合金ワイヤーを突き合わせ溶接し、アーチワイヤー状の形態とした。すなわち、歯の移動を行なう.部分を超弾性型Ti-Ni合金ワイヤーとし、それ以外の画定源となる部位をCo-Cr合金ワイヤーとして、一本のなかで2種類の全く特性の異なる合金を用いたアーチワイヤーを作製した。叢生のある前歯部や、局所的に移動させたい一歯を有する症例にこのアーチワイヤーを使用したところ、対象とした歯牙のみが目的どおりにスムースに移動され、それ以外の部位は歯列の状態を全く変えずに保うことが可能であった。また、0.8から0.9mmの超弾性型Ti-Ni合金ワイヤーとCo-Cr合金ワイヤーをまず直線状に突き合わせ溶接したものを作製し、超弾性型Ti-Ni合金ワイヤー部分は通電熱処理器を使用してU字ループ状に曲げることにより,上顎歯列拡大装置を作製した。これにより、拡大力を発揮するループが超弾性特性を発揮し、ほぼ一定の拡大力が発現しつづける一方、一歯列に接する部分のワイヤーはCo-Cr合金線とすることにより、適合性の調節等は従来同様容易に行なえた。すなわち,超弾性特性を活かして矯正力を発揮する部分と,Co-Cr合金線の剛性の高さを活かして固定源とする部分が区別された新たな矯正装置の作製が可能となり,超弾性型Ti-Ni合金線の応用範囲がこれまで以上に広がるものと考えられる。突き合わせ加圧式溶接機(増永眠鏡製)を購入し、超弾性型Ti-Ni合金ワイヤーの、Co-Cr合金ワイヤーやステンレス鋼ワイヤーに対する突き合わせ加圧溶接を試みた。溶接条件として、通電量、加圧力、アップセット量(溶融金属量)、アルゴンガス流量を様々に変化させた結果、これまで困難とされてきた超弾性型Ti-Ni合金ワイヤーの溶接が、Co-Crワイヤーやステンレス鋼ワイヤーを対象に十分な接合強度を持って、実現可能となった。すなわち、サイズ0.016×0.022inchの角型ワイヤーを用いた検討では、Co-Cr合金ワイヤーを対象にした溶接体は、母材である超弾性型Ti-Ni合金ワイヤー自体と同等の引張強度およびねじり破断強度が達成され、引張破断試験およびねじり破断試験ともに、溶接部以外の超弾性型Ti-Ni合金ワイヤー部分にて試料の破断は生じた。同時に、走査型電子顕微鏡を用いて、溶接部接合界面の金属組織学的な検討を行った。その結果、Ti-NiとCo-Crの境界面では、接合時に生じた溶融金属の残留は認められず、また、両金属の溶融により生じた反応相の幅も溶接機の加圧力により極めて狭く抑えられているのが認められ、これらが接合強度の向上に大きく寄与しているものと考えられた。さらに、ねじり試験機を用いた溶接体のトルク-ねじり曲線の測定では、溶接体は母材の超弾性型Ti-Ni合金ワイヤー同様の良好な超弾性特性を示し、接合の際発生する熱による超弾性特性への影響はほぼ抑えられているのが確認された。以上の結果より、この溶接技術を用いて、超弾性型Ti-Ni合金ワイヤーとCo-Cr合金ワイヤーを組み合わせた新たな矯正装置の設計が可能となったものと考えられた。
天体構造形成におけるトロイダル磁場の役割

本研究では、3ヶ年計画で、恒星周縁ガス構造及び太陽圏外圏など様々な天体の巨視的な構造の形成にトロイダル磁場が重要な役割を担っていることを、個々の事例を積み重ねることにより明らかにすることを目的としている。本年度は最終年度にあたり、従来からの(1)太陽圏外圏構造及び(2)超新星1987A周縁ガスのリング構造の解析、について研究を進め取りまとめを行った。3次元電磁流体的(MHD)スキーム及び図形表示システムを開発・改良し、スーパーコンピュータを用いて大規模シミュレーション解析を実行し、理論解析と併せて研究を進めた。(1)については3次元太陽圏外圏ガスとトロイダル磁場を基本とする磁場構造及びそのダイナミックスについて、前年度からの(i)太陽11年周期活動に伴う磁場の極性の反転及び太陽風速度の変動の解析、に加えて新たに(ii)黄道面に平行名な磁気中性面の効果によって終端衝撃波及びヘリオポーズ面は黄道面で極端に内側に凹む構造となり、銀河宇宙線や星間ガス中性粒子の太陽系への侵入に大きく影響するであろうことを明らかにした。(2)については最近の超高精度観測による超新星1987A周縁ガス構造の3リング構造についてトロイダル磁場による磁気圧効果によって解明出来た。(1)及び(2)について当初の計画以上に研究が進み、超新星周縁の天体プラズマ構造及び太陽圏外圏構造の形成にトロイダル磁場の重要性が確認出来た。本研究により、きわめて普遍的に、恒星の自転に伴って生成されるトロイダル磁場が天体周縁構造に重要な役割を果たすことを明かにすることが出来た。本研究では、超巨星・パルサー及び太陽圏外圏など様々な天体の巨視的な構造の形成にトロイダル磁場が重要な役割を担っていることを、個々の事例を積み重ねることにより明らかにすることを目的としている。このために本年度は(1)太陽圏外圏構造及び(2)超新星1987A周縁ガスのリング構造の解析を中心に研究を進めて来た。(1)については3次元太陽圏外圏磁場構造を太陽11年周期活動による磁場の極性の反転を考慮に入れて計算を進め、成功した。この成功により、銀河宇宙線の太陽系内部への侵入過程の解析の糸口をつかむことが出来た。(2)については最近の超高精度観測による超新星1987A周縁ガス構造の3リング構造、即ち赤道帯リングに加え、南北両半球にそれぞれリングが存在する構造の解明に挑戦した。ユリシ-ズ探査機による観測からヒントを得て、我々のMHDシミュレーションにより世界に先駆けてこの解明に成功しつつある。この成功により、超新星周縁の天体プラズマ構造の形成にトロイダル磁場が大きな役割を果たしていることが確立されつつあり、本研究の当初の目的の達成に明るい見通しが立った。本研究では、3ヶ年計画で、超巨星・パルサー及び太陽圏外圏など様々な天体の巨視的な構造の形成にトロイダル磁場が重要な役割を担っていることを、個々の事例を積み重ねることにより明らかにすることを目的としている。このために本年度は、前年度に引き続き、(1)太陽圏外圏構造及び(2)超新星1987A周縁ガスのリング構造の解析を中心に研究を進めて来た。(1)については3次元太陽圏外圏ガスとトロイダル磁場を基本とする磁場構造及びそのダイナミックスについて、太陽11年周期活動に伴う磁場の極性の反転及び太陽風速度の変動に対する応答を組み入れて、シミュレーション解析することに成功した。これで得た磁場構造を用いて、銀河宇宙線の太陽系内部への侵入過程の解析の軌道計算も始め、初期的結果を得てた。

これらの結果は学術誌及び国際会議集録に印刷中である。(2)については最近の超高精度観測による超新星1987A周縁ガス構造の3リング構造についてトロイダル磁場による磁気圧効果によって基本的に解明出来た。この成果は国際会議にて発表され、現在その集録が印刷中である。(1)及び(2)についての順調な研究の進展により、超新星周縁の天体プラズマ構造の形成にトロイダル磁場の重要性が確認され、本研究の当初の目的の達成に近づきつつある。本研究では、3ヶ年計画で、恒星周縁ガス構造及び太陽圏外圏など様々な天体の巨視的な構造の形成にトロイダル磁場が重要な役割を担っていることを、個々の事例を積み重ねることにより明らかにすることを目的としている。本年度は最終年度にあたり、従来からの(1)太陽圏外圏構造及び(2)超新星1987A周縁ガスのリング構造の解析、について研究を進め取りまとめを行った。3次元電磁流体的(MHD)スキーム及び図形表示システムを開発・改良し、スーパーコンピュータを用いて大規模シミュレーション解析を実行し、理論解析と併せて研究を進めた。(1)については3次元太陽圏外圏ガスとトロイダル磁場を基本とする磁場構造及びそのダイナミックスについて、前年度からの(i)太陽11年周期活動に伴う磁場の極性の反転及び太陽風速度の変動の解析、に加えて新たに(ii)黄道面に平行名な磁気中性面の効果によって終端衝撃波及びへリオポーズ面は黄道面で極端に内側に凹む構造となり、銀河宇宙線や星間ガス中性粒子の太陽系への侵入に大きく影響するであろうことを明かにした。(2)については最近の超高精度観測による超新星1987A周縁ガス構造の3リング構造についてトロイダル磁場による磁気圧効果によって解明出来た。(1)及び(2)について当初の計画以上に研究が進み、超新星周縁の天体プラズマ構造及び太陽圏外圏構造の形成にトロイダル磁場の重要性が確認出来た。本研究により、きわめて普遍的に、恒星の自転に伴って生成されるトロイダル磁場が天体周縁構造に重要な役割を果たすことを明かにすることが出来た。
神経およびグリア細胞におけるイノシトール三リン酸を介したシナプス維持機構の解析

成体の脳が安定して機能するには、シナプスの機能が維持される必要がある。そして「勘が鈍る」という、適切な入力の遮断による脳機能低下を示唆する概念が存在する。申請者らは、この概念を「脳における持続的経験入力依存的なシナプス維持機構」という、実験的に検証可能な課題に翻訳し研究に着手した。成熟マウスのヒゲを切除することにより、大脳皮質においてシナプス強度が低下することを確認した。これには、神経細胞における代謝型グルタミン酸受容体およびイノシトール三リン酸(IP3)シグナリングの遮断が関与していた。以上より持続的ヒゲ入力により惹起されるIP3シグナリングがシナプス維持に必須であることが明らかとなった。成体の脳神経回路が生涯にわたって安定して機能し続けるには、神経回路の根幹であるシナプスの機能が不用意に変化せず維持される必要がある。ヒトにおいては、健常な脳はおよそ100年にも渡りその機能を維持し続け、驚くべき長期安定性を示す。しかしシナプスはシナプス可塑性によりダイナミックな変化を示すことが知られている。増強と抑圧の動的バランスだけでは、シナプス機能を維持するにはあまりに不安定であり、シナプス維持を特異的に担う分子機構の存在が期待される。しかしながら、いまだ十分な知見は得られていない。古来より、「勘が鈍る」という、適切な入力の中断による脳機能の低下を示唆する概念が存在する。申請者らは、この概念を脳における持続的経験入力依存的なシナプス維持機構という、実験的に検証可能な課題に翻訳し研究に着手した。本年度は、感覚入力が成熟動物におけるシナプス維持に与える影響を明らかにするための研究を、大脳皮質カラム内の代表的投射である第4層-第2/3層投射を対象として行った。放出確率(神経細胞機能)については、第2/3層錐体細胞にパッチクランプ法を適用し、第4層刺激時の興奮性後シナプス電流(EPSC)におけるPaired Pulse Ratioや使用依存性NMDA受容体アンタゴニストMK-801の結合速度により解析した。神経回路形成が完了した成熟マウスのヒゲを切除することにより、大脳バレル皮質の対応カラム内において、放出確率が低下することを確認した。またmGluRアンタゴニストの投与も放出確率の低下を惹起した。さらにシンドビスウイルスベクターを用いて、第2/3層錐体細胞選択的に5ppaseを発現させることによっても、放出確率が低下した。アストロサイト機能解析については、現在準備を進めているところである。本年度も引き続き、感覚入力が成熟動物におけるシナプス維持に与える影響を明らかにするための研究を、大脳皮質カラム内の代表的投射である第4層ー第2/3層投射を対象として行った。神経回路形成が完了した成熟マウスのヒゲを切除することにより、大脳バレル皮質の対応カラム内において、放出確率が低下することを昨年度までに確認している。本年度では、後シナプス側の感受性(伝達物質受容体密度)の解析を行い、ヒゲ除去の影響が無いことを確認した。つまり前シナプス機能の維持が重要であることが示された。これまでの研究成果をまとめた論文については、既に大部分を執筆しており、投稿準備を進めている。また、シナプス維持におけるアストロサイト機能解析を進めるなかで、アストロサイトにおけるイノシトール三リン酸シグナルが、脳外傷時の神経保護作用に関与することを見い出し、この成果を論文として発表した。

古来より、「勘が鈍る」という、適切な入力の中断による脳機能の低下を示唆する概念が存在する。申請者らは、この概念を脳における持続的経験入力依存的なシナプス維持機構という、実験的に検証可能な課題に翻訳し研究に着手した。本年度も昨年度に引き続き、感覚入力が成熟動物におけるシナプス維持に与える影響を明らかにするための研究を、大脳皮質カラム内の代表的投射である第4層ー第2/3層投射を対象として行った。放出確率(神経細胞機能)については、第2/3層錐体細胞にパッチクランプ法を適用し、第4層刺激時の興奮性後シナプス電流(EPSC)におけるPaired Pulse Ratioや使用依存性NMDA受容体アンタゴニストMK-801の結合速度により解析した。神経回路形成が完了した成熟マウスのヒゲを切除することにより、大脳バレル皮質の対応カラム内において、放出確率が低下することを確認した。これまでの我々による研究で、代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)-イノシトール三リン酸(IP3)シグナルの関与が示唆されていたが、mGluRのアゴニストの投与のみでヒゲ切除と同様の現象を再現できることを新たに発見した。現在、これまでの研究成果をまとめた論文の投稿準備を進めている。神経細胞機能については、予定通り解析が進んでいる。アストロサイト機能についても、解析準備がすすんでおり、おおむね研究実施計画通り進展していると言える。25年度が最終年度であるため、記入しない。神経細胞機能については、予定通り解析が進んでおり、論文投稿の準備段階に至っている。アストロサイト機能については本年度中に着手することが出来なかったが、準備は進んでおり、おおむね研究実施計画通り進展していると言える。研究実施計画どおり、シグナル分子可視化解析にも着手する。またヒゲ入力以外の感覚入力の寄与についても研究に着手する。さらにこれまでのヒゲ切除とは反対に、ヒゲ入力を増加させることで起こる変化を解析する。ヒゲ入力の増加には、飼育環境に様々な物体を配置するenriched環境を適用する。
人体内飲み込みCCDカメラ内蔵カプセルと高S/N伝送アンテナシステムの研究

研究目的は,体内に飲み込んだ体積約1ccのカプセルに組み込まれたCCDカメラ内蔵無線機から送信される画像データを体外で受信するシステムに適用するアレーアンテナを研究開発することであった.カプセルを小型化し,また鮮明な画像データを受信するためにアレーアンテナをいかに高性能かつ小形に実現するかが重要である.このためには,体内のカプセルから発射される微弱な電波を,筋肉や骨等の複雑な媒質の影響を受けながらいかに効率よく受信し,人に負担の少ないアンテナ構造を実現するかが技術的な目的である.特にアンテナ構造配置とこれから最大限の受信電力を引き出すアンテナ制御法(重み付け)を見出すかが課題である.まず,素子間相互結合を考慮した任意素子配列受信アレーシステムの定式化を行った.次に,受信電力最大受信アレーと指向性利得最大送信アレーの指向性の比較を行った.受信電力最大化の指向性に関しては,MMSE基準に基づき算出した.両者の比較検討により,アダプティプアレーアンテナを構成する上で必要なシステム構成を見出すことができた.さらに干渉やマルチパス波の抑圧に有効なタップ付遅延線型アダプティプアレーアンテナ(Tapped Delay Line Adaptive Array Antenna : TDL-AAA)において,ユーザーや最大遅延シンボル数が与えられた場合に,所要アンテナ素子数や所要タップ段数を決める設計手法を提案した.研究目的は,体内に飲み込んだ体積約1ccのカプセルに組み込まれたCCDカメラ内蔵無線機から送信される画像データを体外で受信するシステムに適用するアレーアンテナを研究開発することであった.カプセルを小型化し,また鮮明な画像データを受信するためにアレーアンテナをいかに高性能かつ小形に実現するかが重要である.このためには,体内のカプセルから発射される微弱な電波を,筋肉や骨等の複雑な媒質の影響を受けながらいかに効率よく受信し,人に負担の少ないアンテナ構造を実現するかが技術的な目的である.特にアンテナ構造配置とこれから最大限の受信電力を引き出すアンテナ制御法(重み付け)を見出すかが課題である.まず,素子間相互結合を考慮した任意素子配列受信アレーシステムの定式化を行った.次に,受信電力最大受信アレーと指向性利得最大送信アレーの指向性の比較を行った.受信電力最大化の指向性に関しては,MMSE基準に基づき算出した.両者の比較検討により,アダプティプアレーアンテナを構成する上で必要なシステム構成を見出すことができた.さらに干渉やマルチパス波の抑圧に有効なタップ付遅延線型アダプティプアレーアンテナ(Tapped Delay Line Adaptive Array Antenna : TDL-AAA)において,ユーザーや最大遅延シンボル数が与えられた場合に,所要アンテナ素子数や所要タップ段数を決める設計手法を提案した.本研究課題は,人体内飲み込みCCDカメラ内蔵カプセルから無線により送信される画像情報を高品質に受信するためのアンテナシステムの実現を目指すものである.そのため,研究計画に従い,本年度は,(1)アレーアンテナの最適負荷設計,(2)アレーアンテナの受信ウェイトを決定するための信号処理アルゴリズムの研究を行い,研究成果発表を行った.また信号処理アルゴリズム実装のためのFPGAやDSPによる装置についても構築を開始している.アレーアンテナでは受信電圧の重み制御によってアンテナとしての性能向上を実現できる.アダプティプアンテナはこの制御を周囲の電波環境の変化に応じて時々刻々適応的に行うものであり,システム性能向上効果の大きいアンテナである.通常の受信用アンテナでは目的方向にできるだけ利得の高い主ビームを向け通信性能を向上することが望まれる.通信の分野においては,移動通信や無線LANのように,干渉波や多重波が存在する環境下で通信が行われる.このとき不要な干渉波や多重波の受信をアンテナで抑圧したり,あるいは不要な方向には放射しないよう制御することはシステム性能向上に大きく寄与することである。研究成果(1)では,アレーアンテナの素子間隔が狭くなると,各アンテナエレメントの最適負荷を設計することが困難になる問題を指摘し,最適負荷を設計するための方程式を導出した.そして,2素子及び3素子の場合,精度よくそれを求めることができることを示した.そして整合負荷電圧の妥当な評価法,利得最大重み決定法について検討した.研究成果(2)では,干渉波やマルチパス波を除去するために使用されるタップ付き遅延線型アレーアンテナの設計法について設計式の導出を行った.ユーザー数と最大遅延シンボル数が与えられた場合,素子数やタップ段数を決定できることを示し,計算機シミュレーションによりその妥当性を確認した.本研究課題は,人体内飲み込みCCDカメラ内蔵カプセルから無線により送信される画像情報を高品質に受信するためのアンテナシステムの実現を目指すものである.そのため,研究計画に従い,本年度は,1.アレーアンテナの最適負荷の算出2.時空間等化アダプティブアレーアンテナの設計法に関する研究を実施した.アレーアンテナでは,目的方向に指向性ビームを,また干渉波の到来方向に指向性のヌルを向けることが可能であり,干渉波や多重波の存在する環境における通信速度の高速化に有効である.各素子間の相互結合が無い程度に素子間隔を離したアレーアンテナに関しては,最適な励振電圧に関する定式化は存在する.しかしアレーアンテナにおいて素子相互結合を考慮する場合,素子毎の整合負荷が異なる値を持つなど,解決されるべき問題が現れる.昨年度は,これらに関して定式化を行い,整合負荷の設計式についても示した.この定式化に従い,今年度は各素子毎の整合負荷を求める連立方程式を最急降下法により算出した.2素子から5素子のダイポールアレーアンテナに関して精度良く整合負荷を求めることができた.

この成果をもとに今後,主要目的である素子間相互結合が存在する場合のアレーアンテナにおいて目的方向にビーム及びヌルを向ける励振電圧の設計を進めて行く予定である.時空間等化アダプティブアレーアンテナは,干渉波や多重波の存在する環境における通信品質の向上に有効であり,昨年までに干渉波数や最大遅延シンボル数から所要アンテナ素子数やタップ段数を設計する手法を提案した.今年度はさらに解析を行い,各ユーザー毎に最大遅延シンボル数が異なる場合の設計式の導出を行うなど,より一般性のある設計式の導出を行った.セルラー方式基地局や無線LANアクセスポイントのアンテナでは,希望方向には利得の高いビームを形成し,干渉となる方向にはビームヌルを形成することが方式設計の観点から望まれる.アダプティブアンテナはフィードバック制御によってこの機能を実現できる理想的なアンテナである.しかし解決すべき種々の技術的課題があり,実用は限られた範囲にとどまっている.もし通信目的方向や干渉となる方向が既知であれば,これに合わせてアレーアンテナの指向性を実現することは比較的容易と考えられる.従来,アレーアンテナの指向性合成法として,種々の方法が発表されている.これらの方法は通信やレーダ用アンテナを設計する場合だけでなく,アンテナの性能評価をする際の性能限界の把握の点からも有益である.さらにある方向にヌルを形成しつつ目的方向の利得を最大にする「制御条件付き利得最大」の励振分布を求めることができれば,より実用的な指向性合成法と言える.一方,受信アレーアンテナに関しては,アダプティブアンテナのSNR, SINR最大アルゴリズムがあり,これを活用することにより,利得最大と同時に制約条件付き利得最大の設計が可能と考えられる.そこで我々は,アダプティブアルゴリズムを用いて受信アンテナの重み係数を求め,アンテナの利得,指向性の可逆性を利用して,送信アレーの励振分布を決定することを試みた.その結果,素子間の相互結合が強くなると,通常なされているような各素子の負荷電圧に重みを掛けて合成するのでは,最大利得送信アレーの指向性とは一致せず,(1)各素子負荷は素子間相互結合を考慮した整合負荷とする,(2)電圧合成は複素整合負荷を整合回路を挿入し,純抵抗負荷に変更したものを合成する,ことが必要であることを指摘した.
表面反応確率計測にもとづく超硬質窒化炭素膜コーティング技術の確立

Arの放電フローによるBrCNの解離励起反応を用いた超硬質α-CN膜の合成について、以下の2つの研究を行った。イオン衝撃により、基板表面のイオン電流が集中し加熱されると基板温度が上昇する。そこで、第1の実験では基板ステージに冷却水を循環させることによって温度上昇を抑制して成膜を行った。基板ステージを冷却した膜では硬度の増加率に約2倍の差が生じた。この結果は、基板冷却で熱による内部応力の緩和を抑制したことが膜の硬質化に繋がったことを示唆する。基板ステージを冷却した条件では、RFバイアス電圧-30Vで最大17.5GPaの硬度を示した。ラマンスペクトルを解析した結果、G-bandに対するD-bandの強度比(I_P/I_G)がバイアス電圧の印加に伴い増加する傾向があることが分かった。これは、D-bandのピークにC-N単結合のピークが重なって表れたものであると考えられる。また、IRスペクトルからもa-CN_x膜の末端構造がC-N単結合から形成されることが確認された。第2の実験ではRFバイアス電圧をパルス化した。すなわちRF電源にデジタル遅延ジェネレーターを接続し、RF電源をパルス駆動させた。パルスの周期は100sおよび1000sとし、on/off時間比を50/50、60/40、70/30、80/20、90/10で変化させた。このときのRFバイアス電圧は-40Vおよび-100Vとした。その結果、これらのバイアス電圧を連続的に印加するとスパッタリングのために膜が形成されないのに対し、バイアス電圧をパルス化することで成膜が可能となり、周期1000sのとき100sよりも高い硬度を示し、RFバイアス電圧-100V、on/off時間比80/20のときに最大で46.1GPaのa-CN_x膜が得られた。ラマンスペクトルから、I_P/I_Gを求めた結果、パルスの有無にかかわらず、a-CN_x膜の硬度値とI_P/I_Gの間には正の相関があることがわかった。DLCでは両者の間に負の相関が見られることが多く報告されているので、この傾向はa-CN_x膜に特有の現象である。今後a-CN_x膜の構造解析でトピックスの一つになると考えている。本研究ではアモルファス窒化炭素膜の組成を決定づける要因を調査する目的で四重極質量分析計を用いた閾値イオン化質量分析法によりBrCNの解離イオン化過程を調べた。これらの研究により得られた結果から以下に示すような結論を得た。(1)電子衝撃によるBrCNの解離イオン化過程イオン化に用いる電子のエネルギーを変化させてBrCNの解離イオン化で生成したイオン種の質量分析を行った。その結果23eV以上の電子エネルギーでC^+が検出された。すなわち高い運動エネルギーを持つ電子の衝撃で薄膜の形成の前駆体としてCNラジカルの他にC原子が生成することが示唆された。このことから、CN膜の形成過程について以下のことが結論された。ECRプラズマCVDは電子が高いエネルギーをもってBrCNに衝突していると考えられる。

本研究による結果よりCイオンが有効に生成していることからC原子についても高効率で生成すると予想される。したがってこのCイオンおよびC原子が存在する条件下ではa-CNx膜に比べa-C膜が優先的に生成し、[N]/([N]+[C])が低く抑えられる。方、MWプラズマCVDはC原子の生成する効率がきわめて低いため、結果として[N]/([N]+[C])が50%近くに保たれる。以上(1)および(2)より閾値イオン化質量分析法を用いたBrCNの解離イオン化過程の解析がa-CN_x膜の窒素含有率を決定づける要因を調査するのに非常に有用な情報を提供することを見出した。(2)高分解能レーザー分光法にもとづくCN(X)状態の濃度解析マイクロ波プラズマCVDにおける薄膜形成の前駆体として、CN(X)状態が最も有力な候補である。マイクロ波放電フローの下流でCN(A-X)遷移のレーザ誘起蛍光分光測定を行った。その結果、CN(X)状態は振動量子数が5程度まで励起されていることが見出された。さらに、LIFの強度とArのレーリー散乱強度とを比較することによって、CN(X)状態の濃度を計測した。本年度は水素化されたアモルファス窒化炭素(α-CN_χ:H)膜の前駆体であると考えられるCN(X^2Σ^+)状態について、CN(A^2Π_<i->X^2Σ^+)遷移のレーザー誘起蛍光(LIF)分光測定を行い、そのLIF強度に基づきCN(X^2Σ^+)状態の絶対密度を決定した。また、得られたCN(X^2Σ^+)状態の絶対密度を用いて、α-CN_χ:H膜へのCNラジカルの付着確率を見積もった。(1)CN(X^2Σ^+)状態の絶対密度CNラジカルをチャンバー上流に設けたガラス管内(25mmφ)でマイクロ波プラズマを用いて生成し、下流のチャンバー内でレーザー光を照射した。CN(A^2Π_<i->X^2Σ^+),4-0、5-1および7-2bandのLIF測定を行なった。得られたLIFスペクトル線の強度に基づき絶対密度を以下のように見積もった。測定したLIFスペクトルの大部分は回転線が重なって現れるため、シミュレーション解析を行い、得られた一本一本のLIF強度をP_<Ar>=7Torrで得られたレイリー散乱強度を用いて校正し、各回転準位の絶対密度を見積もった。それらを全て足し合わせることにより、CN(X^2Σ^+)の絶対密度を1.5(3)×10^<20>m^<-3>と決定した。(2)CNラジカルの付着確率レーザー光路の下流10mmにSi基板を設置し、α-CN_χ:H膜を1時間堆積させた。その結果、最大で1.5nm/sの堆積速度を達成した。この値は、本研究室でこれまでに作製されたα-CN_χ:H膜の堆積速度の4倍程度で、飛躍的に向上したといえる。このことは、LIFの測定で、CN(X^2Σ^+)状態が高効率で生成していることと矛盾しない。また10×10mm^2のSi基板上にCNラジカルを3時間堆積させると、α-CN_χ:H膜が重量にして5mg程度堆積した。この値とCN(X^2Σ^+)の絶対密度とを用いて、CN(X^2Σ^+)の付着確率(S)を見積もった結果、0.02の値を得た。本年度はa-CN_x薄膜形成の前駆体となるCN(X)状態の生成経路について、以下の研究を行なった。(1)Arのマィクロ波放電フロー中に存在するAr^Mの密度を、レーザー誘起蛍光(LIF)分光法による測定により求めた。
遺伝子変異をもつレーベル病の視機能障害の特徴と発症誘発因子の解析

レーベル遺伝性視神経症(LHON)の発症に、神経の興奮性毒性が関与している可能性が示唆されている。これを検証する手がかりとして、LHON患者および種々の視神経症を有する患者から脳脊髄液(CSF)を採取し、種々の興奮性(EAA)および抑制性アミノ酸(IAA)濃度を測定し、比較した。グルタミン酸やアスパラギン酸等のEAA濃度は、LHONと視神経炎患者間で有意差はなかった。IAAの一つタウリン濃度は、LHONや視神経炎,轡者に比べ、虚血性視神経症(ION)患者では有意に低かった。LHON患者は視神経炎患者と比較し、CSF環境に大きな違いはなく、より局所の発症誘発因子を同定する必要があると思われた。ION患者は、LHONや視神経炎患者に比べ、発症年齢が高かったこととから、ION患者におけるCSFの低タウリン濃度は、加齢による影響を受けている可能性もあり、加齢は、興奮性毒性に対する脆弱性の因子の一つである可能性が示唆された,一方、視機能障害様式の解析として、視覚伝達路の中で大細胞系の反応を検出すると考えられている中心フリッカー(CFF)値が、種々の視神経疾患に比べ、LHONでは回復する例が多いことが分かった。通常の視神経疾患は視力回復後もCFFが低値であるが、LHONはこれとは逆に視力障害が残存してもCFFが改善する、逆CFF-視力相関のあることが判明した。既にLHONでは、対光反応を司るW網膜神経節細胞が比較的障害されにくいことが知られている。上記の知見は、LHONの特異な視機能障害様式、すなわちX細胞の比較的選択的障害の可能性を反映しているものと思われた。近年の分子生物学的研究により、ミトコンドリア(mt)DNAの3460,11778,14484変異が、レ-べル遺伝性視神経症(レ-ベル病)に特異的に関与すること、およびレ-ベル病ではW網膜神経節細胞がXないしY細胞に比べて、選択的に障害を免れているらしいことが判ってきた。しかしながら、障害部位ならびに障害様式および発症機転の詳細に関しては解明されていない。今回我々は、その解明の一歩として、最近開発された多局所網膜電図multifocal ERG(mERG)を用いて、レ-ベル病と他の視神経疾患を比較検討した。その結果、片眼性視神経炎では.mERGの応答密度は、正常対照ないし健眼と比べ有意に減弱していた。一方、レ-ベル病では、新鮮例では正常と変わらなかったのに対し、陳旧例では応答密度が低下傾向を示した。mERGの起源は基本的には網膜外層と考えられているので、視神経炎では、病初期より網膜外層にまで病変が及んでいること、これに対し、レ-ベル病は、やはり、網膜神経節細胞が原発病変であり、病初期には網膜外層は障害されないこと、しかし、経年的に双極細胞より外層へ経シナプス的に病変が進むこと等の可能性が示唆された。さて、種々の神経変性疾患がアポトーシスの関与を受けていることが知られているが、レ-ベル病においても、近年アポトーシスと網膜神経節細胞死の関連が取りざたされている。現在、これを解明する糸口として、レ-べル病および各種視神経疾患患者の髄液のサイトカインおよびアミノ酸構成を解析している。さらに、アポトーシス関連遺伝子の解析を行う予定であり、次年度に継続していきたいと考えている。
『白鯨』の発生論的研究ー「流動的テクスト（fluid text）」を射程として

『白鯨』における音楽的表現やそれを含む演劇的なパフォーマンスについて、その源を同時代ニューヨークの演劇文化に求め、政治活動と演劇活動の相互浸透なども含めて、当時の劇場や観客のあり方を分析した。その結果を「劇場文化の政治学ー「二つの教会堂」を通して読み解く『信用詐欺師』」倉橋洋子・高尾直知・竹野富美子・城戸光世編著『繋がりの詩学ー近代アメリカの知的独立と<知のコミュニティ>の形成』(彩流社、2019年2月)に活かした。また、メルヴィル文学のfluid textとしての性質を『ビリー・バッド』のタイトルに使われた「インサイド・ナラティブ」の概念によって説明し、既存のナショナル・ナラティブの背後に滑り込む語りとして定義した。その成果を「トランスアトランティックな遡行とエコロジカルな再生ーメルヴィルの小説におけるアメリカ独立革命」川津雅江・吉川朗子編著『トランスアトランティック・エコロジー』(彩流社、2019年発行予定)において公開する。具体的には、「インサイド・ナラティブ」とは、一定のコードによって暗黙に申し合わされたテクストを上書きすることによって、そのテクストから排除された名もなき人物の歴史を長大な物語として紡ぎだす行為である。あわせて、『白鯨』全体のパフォーマンス的な表現の分布状態、並びに、『白鯨』の書き換えに際して、そうした分布がどのように生じてきたのかについての具体的な検証結果は、2019年に発行予定のメルヴィルに関する単著において公開する。今年度や学内の役職が予想外の割り当てとなり、それによって実績公開に遅れが生じてしまった。基金を1年繰り越すことによってこれに対処し、上述したように今年(メルヴィル生誕200周年)中にメルヴィル研究の集大成として単著を出版する。すでに『白鯨』のテクストの分析を完了しているので、それを整理するとともに、他の作品論を組み合わせて単著を仕上げる。論点としては、以下のものを考えている。(1)身体的な結びつきを基盤としたコミュニケーションのあり方とその表出としてのパフォーマンス型テクストの諸相を考察する。(2)既存のナラティブを上書きするメルヴィルの創作法にfluid textとしての特質を認め、それが伝統的な小説技法とパファーマンス型表現の対立の中から生まれ出たものとして捉える。(3)イデア的統一とfluid textの分裂性を対置し、イデア的統一には常に政治性が絡んでくるという視点から、メルヴィル文学の本質を神やイデア的統一から逃れる分裂的自由として定義する。今年度は、まず、アメリカン・ルネサンスの文化的背景を捉えたうえで、ホーソーンとメルヴィルの主要作品について、言語的意味、音声、身体の観点から読み解いていった。この時代がアメリカ・ロマン主義の文脈で語られることが多く、実際、作家たちは魂の永遠性や身体に対する精神の優位について語っているように思われている。しかし、この時代の大衆文化や思潮の変化に目を向けるとき、そうした言説が必ずしも直接的に魂や精神の優位について語っているとは言えないということが分かってきた。日本メルヴィル学会の学会誌『スカイホーク』第4号に発表した「情動の創造性--アフェクト理論による『白鯨』分析」では、言語的意味作用や意識によるコントロールをすり抜ける情動が、しかし、それ自体によって一定のパターンを創造するプロセスを、同時代の大衆文化におけるメスメリズムの言説に照らして解き明かした。また、日本英文学会でのシンポジウム「文学/映像における<情動>の再定位」においては、アフェクト理論の概要を示しながら、他の発表者とともに、小説家や映像作家は、図式化されにくく、言語化されない情動と、いかなる表現を介して折り合いをつけたのかについて議論を行った。以上の研究実績により、ホーソーンとメルヴィルにとっての共通課題、つまり、言語的意味、音声、身体について、時代背景や大衆文化、伝記的事実などを勘案して考察を行い、各要素が『白鯨』の執筆過程にいかにして反映したかを明らかにした。メルヴィルの『白鯨』『ピエール』、並びに、ホーソーンの『緋文字』『七破風の家』『ブライズデイル・ロマンス』について、あらためてテクストを点検し、その対応関係、並びに、19世紀の大衆文化やメスメリズム、劇場文化などの時代背景を照らし合わせ、それをもとにシンポジウムや論文の原稿を作成できた。また、劇場文化と『白鯨』の関係について、来年度に刊行予定の共著論集に寄稿することができた。前年度には、メルヴィルの『白鯨』について、そのテクストを詳細に分析することで、この作品における音楽的要素がいかにして作品の構造を形成しているかということを明らかにした。物語は語り手イシュメールとクィークェグの出会いから始まるが、クィークェグの名前、並びに、その発話におけるオノマトペ的な響きや反復性には音楽的要素がみられ、それがエイハブを中心としたオペラ的対話構成の序章として機能していることを明らかにした。本年は、その方向性をさらに推し進め、メルヴィルの『信用詐欺師』と短編「二つの教会堂」の関係性に着目し、テクスト内の劇場性が一定のイデオロギーを攪乱する働きを持つことを明らかにした。その劇場性とは、語りから逸脱する声が自律的に湧き上がることを発生源としている。『白鯨』におけるオノマトペ的な反響言語が、『信用詐欺師』においても一定の劇場性を伴って発展的に用いられることが分かった。本研究の内容については、「『信用詐欺師』における劇場性とネイティヴィズム」という論文で発表予定である。なお、fluid textとしての作品創作は、アメリカ伝統のトールテールなど、口述的談話の系統を引き継いでいると思われる。

それについては、ナサニエル・ホーソーンの小説やマーク・トウェインの旅行記などを参考に、影響関係を掘り起こしているところである。これについては、「帝国に絡むトランスナショナリズム」という論文で発表予定である。『白鯨』のテクスト分析がおおむね終了し、音楽的要素の導入分布図作成も完了した。それによって、時間軸でみた作品の発生論的な考察が進んでいる。また、こうした作業によって培った分析法を活かして、『白鯨』と他の作品との照応関係、並びに、ナサニエル・ホーソーンの作品との呼応性について検討を行っている。『白鯨』における音楽的表現やそれを含む演劇的なパフォーマンスについて、その源を同時代ニューヨークの演劇文化に求め、政治活動と演劇活動の相互浸透なども含めて、当時の劇場や観客のあり方を分析した。その結果を「劇場文化の政治学ー「二つの教会堂」を通して読み解く『信用詐欺師』」倉橋洋子・高尾直知・竹野富美子・城戸光世編著『繋がりの詩学ー近代アメリカの知的独立と<知のコミュニティ>の形成』(彩流社、2019年2月)に活かした。また、メルヴィル文学のfluid textとしての性質を『ビリー・バッド』のタイトルに使われた「インサイド・ナラティブ」の概念によって説明し、既存のナショナル・ナラティブの背後に滑り込む語りとして定義した。その成果を「トランスアトランティックな遡行とエコロジカルな再生ーメルヴィルの小説におけるアメリカ独立革命」川津雅江・吉川朗子編著『トランスアトランティック・エコロジー』(彩流社、2019年発行予定)において公開する。具体的には、「インサイド・ナラティブ」とは、一定のコードによって暗黙に申し合わされたテクストを上書きすることによって、そのテクストから排除された名もなき人物の歴史を長大な物語として紡ぎだす行為である。あわせて、『白鯨』全体のパフォーマンス的な表現の分布状態、並びに、『白鯨』の書き換えに際して、そうした分布がどのように生じてきたのかについての具体的な検証結果は、2019年に発行予定のメルヴィルに関する単著において公開する。今年度や学内の役職が予想外の割り当てとなり、それによって実績公開に遅れが生じてしまった。基金を1年繰り越すことによってこれに対処し、上述したように今年(メルヴィル生誕200周年)中にメルヴィル研究の集大成として単著を出版する。『白鯨』の各章を1語り中心、2音声中心、3身体的接触、4オラトリオ形式に分類し、主に234について音声表現や身体接触がどのような位置づけになっているのかを、コーパス分析や音声歌唱度(リズム、韻律、掛け合い等)の測定によって明らかにしていく。この際、この作品が実は、海上の鯨肉解体工場としてのピークォド号を描いていることに注目する。これまで論じられていないが、この作品の61章から96章は、上述のフリーク・ショーと同じく、鯨の身体を原型をとどめないほどに切断して、それを鯨油へと精製していく過程を描いている。そして、語り手のイシュメールは切断された部位の組織や肌触りまでも綿密に描写していく。つまり、これらの章はまさに身体的接触のあり方について書かれた章なのである。
酸素ストレスに対する防御生体応答としての遺伝子発現の解析と薬物効果の検討

手術侵襲下に高濃度の酸素吸入状態という酸素ストレスに晒された生体が、その時発生する活性酸素を消去するために、どのような生体防御の応答を示すか解析するために、我々はラジカル消去に関わる酵素である、スーパーオキシドジスムターゼ、グルタチオン還元酵素、カタラーゼ、チオレドキシンの遺伝子発現のレベルを解析した。これら酵素のヒト正常リンパ球、ヒトT細胞リンホ-マ由来細胞株Jurkatを用いたin vitroにおいて細胞に過酸化水素等の酸化剤を加えたメディアムにて一定時間培養した後、メッセンジャーRNAを抽出し、逆転写酵素遺伝子増幅法にて作製したプローブを用いて遺伝子発現をNothern blottingでの解析の結果、我々はこれらの遺伝子のなかでチオレドキシン遺伝子が酸化的刺激に対し反応していることが示されたが、その他の酵素に関しては、より感度が優れているRNAプロテクション法においても遺伝子発現の変化を観察することができなかった。また遺伝子発現の解析よりチオレドキシン遺伝子は酸化的ストレスに対して新しい遺伝子発現の機構にて遺伝子を発現、誘導していることを示唆する結果を得た。ヒトゲノムライブラリーよりクローニングしたチオレドキシン遺伝子の5′側の上流のプロモタ-領域を転写開始部位より種々の長さに調整し、その下流にCAT遺伝子を挿入した人工のコンストラクトを細胞に導入する発現実験の結果、転写開始部位より-976と-890の間の配列にチオレドキシン遺伝子が過酸化水素、diamide、menadioneの酸化的刺激に、応答する相同するエレメントがあることが示された。この領域には既知の酸化的刺激にたいし、応答するエレメントを見出すことはできなかった。これらのことよりチオレドキシン遺伝子は新しい塩基配列をもつシスエレメントを使用して酸化的刺激にたいし応答していると考えられる。正常ヒトリンパ球を採取し、細胞よりメッセンジャーRNAを抽出し、スーパーオキシドジスムターゼ、グルタチオン還元酵素、カタラーゼ、チオレドキシンの活性酸素消去系蛋白の遺伝子発現を解析するためのプローブを逆転写酵素遺伝子増幅法にて作製した。これをを用いてノーザンブロッティング法にて解析するシステムを確立した。リンパ球より抽出したメッセンジャーRNAにおいて、ノーザンブロッティング法にてチオレドキシンの発現は確認できたが、スーパーオキシドジスムターゼ、グルタチオン還元酵素、カタラーゼの活性酸素消去系蛋白の遺伝子発現を確認できなかった。これはアッセイ方法の感度の問題であると考えられるので、その他の活性酸素消去系蛋白の遺伝子発現を解析するため、より感度が優れているRNAプロテクション法、遺伝子増幅法を用いるメッセンジャーRNAの発現解析方法の確立を目指している。このため手術侵襲がこれらの遺伝子発現に及ぼす影響は確認されていない。また正常ヒト好中球ならびに手術侵襲下ヒト好中球を採取し、活性酸素産生刺激薬(PMA等)を投与した時の、活性酸素の発生量をフォトカウンターにて測定し、活性酸素の発生を定量化を目指している。スーパーオキシドジスムターゼ、グルタチオン還元酵素、カタラーゼ、チオレドキシンの活性酸素消去系蛋白の遺伝子発現を、ヒトT細胞リンホ-マ由来細胞株Jurkat細胞及び正常ヒトリンパ球をin vitroにて細胞に過酸化水素等の酸化剤を加えたメディアムにて一定時間培養した後、メッセンジャーRNAを抽出し、逆転写酵素遺伝子増幅法にて作製したプローブを用いてノーザンブロッティング法及びRNAプロテクション法にて解析した。このうちチオレドキシン(Trx)の発現のみ遺伝子発現が確認できたが、スーパーオキシドジスムターゼ、グルタチオン還元酵素、カタラーゼの遺伝子発現の変化を認めることはできなかった。このin vitroにおける遺伝子発現の解析の結果はチオレドキシン遺伝子が酸化的刺激に対し新しい遺伝子発現の機構にて遺伝子を発現、誘導していることが示唆された。

それはヒトゲノムライブラリーよりクローニングしたTrxの5′側の上流のプロモタ-を転写開始部位より種々の長さに調整し、その下流にCAT遺伝子を挿入した人工のコンストラクトを細胞に導入する発現実験の結果、転写開始部位より-976と-890の間の配列にTrx遺伝子が過酸化水素、diamide、menadioneの酸化的刺激にたいし、応答するエレメントがあることがわかった。この領域には既知の酸化的刺激に応答するエレメントはなかった。従ってTrx遺伝子は新しい塩基配列をもつシスエレメントを使用して酸化的刺激にたいし応答していると考えられる。
ナノ粒子を用いた薬物輸送システムの開発; 神経芽腫がん細胞の分化誘導療法

本研究では、ATRAに加え神経芽腫細胞に結合するMetaiodobenzylguanidine(MIBG)の両者を結合したナノ粒子を作成し、ナノ粒子独自による受動輸送に加え、MIBGによる能動輸送も計画していた。しかし、既に作成していたATRA結合ナノ粒子にさらにMIBGを結合させることで粒子径が変わり、生体内での動態も変わり得ることから、ATRAのみ結合させたナノ粒子でin vivo実験を行った。SK-N-SH細胞がヒト由来細胞株であることから、既報告を参照の上、免疫不全マウスを用いて担がんマウスを作成する計画を立て、マトリゲルを用いて5,000,000細胞、10,000,000細胞を接種し腫瘍の発育過程を観察した。しかし、腫瘍の発育までに1か月以上かかることや、発育した腫瘍径にばらつきが認められた。マウスの麻酔を十分に行い腫瘍細胞の接種が一定するよう工夫したが、安定した担がんマウスを作成することは困難だった。そこで、マウス由来の神経芽腫がん細胞株であるNB2a細胞に着目した。NB2a細胞をA/Jマウスに5,000,000細胞接種すると、2週間程度で腫瘍が発育することを確認した。このNB2a細胞に対しても、ATRA結合ナノ粒子は増殖抑制効果を示した。現在、NB2a細胞の担がんマウスを作成し、ATRA群、ATRA結合ナノ粒子群、無治療群に分けてin vivo実験を開始している。既報告を参照し、当初の研究計画ではヒト神経芽腫細胞株(SK-N-SH細胞)を用い、免疫不全マウスに接種することで担がんマウスを作成し、合成したATRA結合ナノ粒子を用いて治療することを考えていた。しかし、自身で行った実験においては、癌が発育するまでに1月を要し、かつ腫瘍径にもばらつきが認められた。信頼性のあるデータを収集するためには研究計画を見直す必要があり、神経芽腫細胞株をNB2aに、マウスをA/Jマウスに変更した。上記経緯のため研究計画の変更が必要であり、進捗状況は「やや遅れている」とした。研究計画を一部変更し、使用する神経芽腫細胞をNB2aに、マウスをA/Jマウスに変更し、in vivo実験を継続する。NB2aに対しても、ATRAやATRA結合ナノ粒子が増殖抑制効果を示すことは確認済である。研究当初の計画と異なり、免疫不全マウスに腫瘍を発育させることが困難であることが分かったため研究計画を変更する必要があった。神経芽腫細胞株をNB2aに、使用マウスをA/Jマウスに変更したが、ATRA結合ナノ粒子がNB2a細胞を分化させるか、増殖抑制効果を示すかといった基礎実験が必要となり、マウスの購入よりもin vitro実験が増えたため支出が予定よりも減った。今後はマウスを用いたin vivo実験を増やす見込みである。
3次元画像分析による体平衡機能分析システムの開発とその臨床応用に関する研究

前庭障害患者の日常生活動作の異常を評価する事は、従来の方法では困難である。本研究では、光学的方法(ビデオ撮影)で記録した身体の動きを、画像情報処理により立体画像として再構築して定量的に分析することにより、体平衡機能を3次元的指標で評価する方法(3次元動作解析法)を、臨床応用する事を目的とした。被検者の両側頭部,両肩、両大転子に、直径2cm程度の反射マーカーを張り付けた。被検者の動作はCCDカメラ2台で撮影した。撮影後、ビデオ画像を再生してコンピュータのメモリに取り込み、1枚毎の画像に写った反射マーカーのコンピュータ画面上の位置を読みとり、カメラ2台分のマーカー位置データとキャリブレーション値を元に、DLT法を用いて、実空間における3次元座標を計算した。健康被検者と一側前庭障害患者に下記の動作を行わせた。(条件1)片方の足の踵を、他方の足のつま先につけて、閉眼で30秒立たせた(マン姿勢)。(条件2)閉眼で単脚起立を30秒間行わせた。(条件3)閉眼で30秒間の足踏み動作を行わせた。動作の評価には、頭部、肩、大転子の偏倚角度と回転角度を用いた。頭部回転角度は、両側頭部の反射マーカーを結んだ直線が、身体長軸周りに回転した角度を示す。肩回転角度は、両肩の反射マーカーを結んだ直線が、身体長軸周りに回転した角度を示す。健康被検者と一側前庭障害患者の間には明確な違いを認めた。患者では、条件1、条件2では頭部偏倚角度と大転子偏倚角度の間に高い相関性を認めた。頭部回転角度と大転子回転角度の間も同様であった。条件3では、頭部回転角度と肩回転角度の間に高い相関性を認めた。一方、健康被検者では、どの条件に置いても、頭部角度変化と他部位の角度変化の間に明らかな相関性は無かった。以上のように、3次元動作解析は、一側前庭障害患者の動作異常を検出する上で極めて有用な方法であることがわかった。本研究の目的は、光学的方法(ビデオ撮影)で記録した静止時身体動揺や足踏み運動など能動運動時の身体各部の動きを、画像情報処理により立体画像として再構築して定量的に分析することにより、体平衡機能を3次元的指標で評価する方法を開発し、臨床応用する事にあった。この目的を以下のように達成した。今年度は、足踏み運動を解析した。まず、実空間上に三次元座標系を設定する必要があるため、1.55m×3.2m×1.8mの空間内に、座標決定のための27の基準点に反射マーカーを置いて、カメラ2台で撮影した(キャリブレーション作業)。この後、被検者の両側頭部、両肩、両大転子に、直径2cm程度の反射マーカーを張り付けて、約30秒間の足踏み動作を行わせ、カメラ2台で撮影した。撮影後、ビデオ画像を再生してコンピュータのメモリに取り込み、画像データ867枚を得た。1枚毎の画像に写った反射マーカーのコンピュータ画面上の位置を読みとり、カメラ2台分のマーカー位置データとキャリブレーション値を元に、DLT法を用いて、実空間における3次元座標を計算した。動作の評価には、頭部回転角度、肩回転角度を用いた。